Les métaux des grands fonds marins pourraient fournir de l’oxygène à la vie sur le fond des océans

Les chercheurs affirment que les nodules polymétalliques que les sociétés minières espèrent récolter dans les fonds marins pourraient être une source d’oxygène pour les animaux, les plantes et les bactéries qui y vivent.

Cette découverte de cet « oxygène noir » a le potentiel de faire basculer les négociations – l’Autorité internationale des fonds marins – se réunit pour décider de l’avenir de l’exploitation minière en eaux profondes.

Le travail a été publié récemment dans la revue

« Cette étude est un très bon exemple de la façon dont notre connaissance des profondeurs océaniques est actuellement limitée et de tout ce que nous pouvons encore gagner grâce à des recherches scientifiques plus poussées », a déclaré Diva Amon, biologiste marine de Trinidad et chercheuse postdoctorale à la Benioff Ocean Initiative de l'UC Santa Barbara.

L’intérêt se concentre sur les roches de la taille d’une pomme de terre – ou nodules polymétalliques – qui se trouvent disséminées sur les fonds marins. Ces nodules contiennent des minéraux, comme le cobalt et le nickel, nécessaires aux batteries et aux technologies d’énergie verte.

Depuis des années, des entreprises comme la société canadienne The Metals Co. s'efforcent de persuader l'autorité internationale de donner le feu vert à leurs projets d'exploitation de ces nodules métalliques dans la zone Clarion Clipper de l'océan Pacifique, une étendue de mer qui s'étend sur 4 500 milles entre Hawaï et le Mexique.

L'entreprise affirme que les métaux sont essentiels pour la mise au point de technologies qui ne dépendent pas des combustibles fossiles. Selon elle, l'impact de l'exploitation minière sur les fonds marins est non seulement minime, mais n'est pas comparable à la destruction des forêts tropicales et des communautés humaines causée par l'exploitation minière terrestre.

Mais les écologistes, les océanographes et d’autres experts estiment que le déplacement de grosses machines de récolte sur les fonds marins vierges et peu connus – au-dessus et le long de zones de sédiments situées à cinq ou six kilomètres de la surface – pourrait avoir des conséquences imprévues et désastreuses. Ils exhortent à ne pas déterrer l’un des derniers écosystèmes « intacts » de la planète.

Cette nouvelle recherche, financée par TMC, suggère que les conséquences de l’exploitation minière dans la région pourraient être plus lourdes que quiconque aurait pu l’imaginer.

C'est parce qu'une équipe de scientifiques internationaux a découvert que les précieux nodules produisent de l'oxygène et pourraient être responsables de l'enrichissement de cet écosystème sombre et isolé avec l'un des éléments les plus importants de la vie.

Jeffrey Marlow, professeur adjoint de biologie à l'Université de Boston et l'un des auteurs de l'article, a déclaré que lui et son équipe avaient reçu un financement du TMC pour mener des études environnementales de base, qui comprenaient l'envoi au fond de l'océan d'un élément appelé chambre benthique.

Ces structures, qu'il a décrites comme mesurant environ 10 pieds de haut – « pensez-y comme à une boîte renversée ou à quelque chose que vous enfoncez dans le fond marin », a déclaré Marlow – sont étanches à l'eau et au gaz et contiennent des instruments conçus pour prendre des mesures de la chimie et de la composition des sédiments.

La méthode d'échantillonnage est assez standard, a-t-il expliqué. Les scientifiques mesurent la quantité d'oxygène perdue, ou en baisse, pendant une période de 48 heures pendant laquelle la chambre repose sur le fond de l'océan. La baisse sert de mesure de la quantité de vie qui y vit : lorsque les animaux respirent, ils consomment de l'oxygène.

Mais lorsqu’ils ont envoyé les chambres pour cette analyse, ils ont remarqué que les niveaux d’oxygène avaient augmenté, et non diminué.

Marlow a déclaré qu'ils étaient certains que la machine était défectueuse. Ils ont réessayé et ont constaté les mêmes résultats.

« Ces expériences en chambre benthique sont menées dans le monde entier depuis des décennies », a-t-il déclaré. « La technologie et tout le reste sont donc assez bien établis. »

Il a déclaré qu'ils avaient passé des jours, puis des semaines à résoudre le problème.

« Nous disposions de plusieurs méthodes de mesure redondantes, nous savions donc qu’aucune d’entre elles n’était défaillante. En fin de compte, nous avons été obligés de conclure » que de l’oxygène était produit.

Les chercheurs pensent que les nodules – et les métaux qu’ils contiennent – ​​fonctionnent comme une batterie, au niveau chimique.

« Ces roches sont constituées de minéraux contenant des métaux qui sont répartis de manière hétérogène dans la roche », a-t-il expliqué. « Chacun de ces métaux et minéraux est capable de retenir une charge électrique d’une manière légèrement différente. Donc, essentiellement, la simple variation naturelle signifie qu’il y a une séparation de charge… de la même manière que dans une batterie. »

Cela signifie qu'il y a suffisamment de tension pour prendre de l'eau et la « diviser en hydrogène et en oxygène ».

Mais tout le monde n’est pas convaincu – ou satisfait – par la conclusion de l’étude.

TMC, qui a sponsorisé la recherche, a envoyé au Times une critique de l'article, affirmant que la recherche avait été rejetée par quatre publications scientifiques avant de trouver une place dans Nature, que la société a décrit comme « une revue qui a adopté une position ferme contre l'approvisionnement en minéraux en eaux profondes ».

Une demande de commentaire est restée sans réponse de la part de l'équipe de communication de la revue, mais le périodique est généralement considéré comme l'une des publications les plus prestigieuses et les plus sélectives parmi les scientifiques.

TMC a également déclaré que la méthodologie était erronée, arguant que les conclusions de l'équipe contredisaient d'autres travaux qui avaient été menés dans la zone Clarion Clipper, mais qui utilisaient une méthode différente.

« Cette incapacité à reproduire les résultats avec les deux méthodes suggère que les niveaux élevés d’oxygène sont en fait un artefact dans les données », a déclaré la société dans un communiqué. La société a indiqué qu’elle « préparait actuellement un article évalué par des pairs en guise de réfutation ».

Bo Barker Jørgensen, microbiologiste à l'université d'Aarhus au Danemark, qui n'a pas participé à la recherche ni été rémunéré par TMC, a déclaré que le travail a suscité plus de questions qu'il n'a apporté de réponses.

Il a déclaré qu'il ne pensait pas que « cette découverte soit importante pour notre compréhension de l'océan en général ou pour l'exploitation minière en eaux profondes » et a décrit la recherche comme un « processus nouveau et très déroutant pour lequel le mécanisme n'est toujours pas clair ».

Les auteurs de l'étude ont repoussé les critiques, affirmant qu'ils avaient eux aussi été intrigués par leurs conclusions, mais qu'ils avaient été rigoureux en éliminant tous les autres scénarios possibles.

« Nous avons été les plus critiques de cette étude pendant longtemps », a déclaré Andrew Sweetman, responsable du groupe de recherche sur l’écologie et la biogéochimie des fonds marins à la Scottish Association for Marine Science et auteur principal de l’étude. « Pendant huit ans, j’ai rejeté les données montrant la production d’oxygène, pensant que mes capteurs étaient défectueux. Une fois que nous avons réalisé qu’il se passait peut-être quelque chose, nous avons essayé de le réfuter, mais au final, nous n’y sommes tout simplement pas parvenus. »

Il a déclaré qu'il souhaitait que davantage de recherches soient menées sur le sujet et a exhorté d'autres scientifiques à mener des recherches plus approfondies.

« Suite à la publication de cet article, d’autres chercheurs m’ont contacté avec des ensembles de données similaires montrant également des preuves de production d’oxygène sombre qu’ils ont rejetées en pensant que l’équipement était défectueux », a-t-il déclaré.