Dans la zone Clarion-Clipperton, vaste région sous-marine du Pacifique s’étendant entre le Mexique et Hawaï, des formations rocheuses déjouent les lois biologiques conventionnelles. À plus de quatre km sous la surface océanique, là où règnent une obscurité quasi absolue et des pressions écrasantes, des nodules métalliques mettent la communauté scientifique en émoi depuis le mois de juillet 2024, date de la publication de cette étude dans Nature Geoscience. Ces concrétions sphéroïdales formées par l’accumulation progressive de minéraux sur des périodes extraordinairement longues ; parfois plusieurs dizaines de millions d’années ; seraient capables de générer de l’électricité. Ces interactions électrochimiques entre les différentes couches minérales de ces nodules engendreraient des différences de potentiel électrique suffisantes pour catalyser une réaction d’électrolyse de l’eau environnante.
Ce processus, analogue à celui utilisé industriellement pour produire de l’hydrogène, permettrait la scission des molécules d’eau (H₂O) en leurs composants élémentaires : hydrogène et oxygène. L’oxygène ainsi produit ; qualifié de « noir » en référence à son origine indépendante de tout processus photosynthétique ; constituerait potentiellement une source énergétique alternative pour des écosystèmes jusqu’alors considérés comme marginaux dans l’économie biologique océanique.
Une remise en question fondamentale des théories évolutives
Si l’hypothèse d’oxygénation non photosynthétique s’avère réelle, elle nous obligerait à reconsidérer certains aspects primordiaux de l’histoire évolutive terrestre. Le récit canonique de l’évolution biosphérique place traditionnellement la « Grande Oxygénation » (Great Oxygenation Event), il y a environ 2,7 milliards d’années, attribuée exclusivement à l’apparition d’organismes photosynthétiques. Des cyanobactéries, principalement, capables de générer de l’oxygène en captant l’énergie solaire.
Si la production d’oxygène peut s’effectuer indépendamment de la photosynthèse, dans des environnements perpétuellement plongés dans l’obscurité, les implications sont immenses pour la compréhension des conditions ayant présidé à l’émergence du vivant. Les premiers microorganismes auraient-ils pu bénéficier de ces microenvironnements oxygénés bien avant la révolution photosynthétique ? Les fonds océaniques, plutôt que les eaux de surface exposées au rayonnement solaire, auraient-ils tenu le rôle d’incubateurs ayant participé à l’apparition de la vie complexe ?
Ces interrogations touchent aux fondements mêmes de notre appréhension de l’histoire biologique terrestre et, par extension, aux protocoles de recherche d’environnements propices à la vie sur d’autres corps célestes. L’astrobiologie, notamment dans sa quête d’indices de vie sur des planètes ou lunes dépourvues d’atmosphère oxygénée, pourrait trouver dans la production d’oxygène noir terrestre un nouveau modèle d’habitabilité.
Enjeux économiques et contestation scientifique
Les nodules polymétalliques sont des réservoirs très denses de minerais devenus aujourd’hui au centre de l’attention des industriels. Manganèse, cobalt, nickel et terres rares : ils sont très convoités, car indispensables à la fameuse transition énergétique, et on les retrouve dans quasiment toutes les batteries des voitures électriques récentes.
Étrange coïncidence, l’étude publiée dans Nature l’an dernier a été partiellement financée par The Metals Company, une entreprise canadienne positionnée à l’avant-garde de l’exploitation minière sous-marine. À la base, cette recherche visait à évaluer l’impact écologique d’éventuelles exploitations, mais elle a mis au jour les propriétés des nodules qui pourraient justement justifier leur préservation.
Les organisations environnementales, Greenpeace en tête, se sont immédiatement saisies de ces résultats pour renforcer leur plaidoyer contre l’exploitation des grands fonds. « Depuis longtemps, Greenpeace milite pour l’arrêt de l’exploitation minière en eaux profondes dans le Pacifique, craignant les dégâts irréversibles qu’elle pourrait infliger aux écosystèmes fragiles des abysses. Cette découverte stupéfiante ne fait que renforcer l’urgence de notre appel à un moratoire », a expliqué l’ONG dans cette publication.
Juressa Lee, une des porte-parole de l’organisaton s’était exprimé en ces mots : « Cette étude bouleversante révèle à quel point les abysses nous sont inconnus. La seule attitude responsable est de stopper net les ambitions des entreprises comme The Metals Company, prêtes à saccager cet environnement primordial avec leurs machines ».
Si la sphère politico-environnementale s’agite, il en est de même pour la communauté scientifique. Les conclusions de l’étude menée par l’écologue marin Andrew Sweetman ont été accueillies avec scepticisme, même de la part de The Metals Company. Michael Clarke, responsable environnemental, contexte même frontalement les résultats qu’il attribue davantage à « une méthodologie défaillante et à une science approximative qu’à un phénomène jamais observé auparavant ».
The Metal Company aurait donc potentiellement financé une étude qui irait à l’encontre de ses intérêts économiques. Peut-être nourrissait-elle l’espoir d’obtenir des résultats qui soutiendraient ses projets d’exploitation, mais cela n’a pas été le cas.
Malheureusement pour Sweetman, cinq articles contestant ses conclusions ont déjà été soumis pour évaluation et publication. Matthias Haeckel, biogéochimiste au Centre Helmholtz de recherche océanique GEOMAR, souligne l’absence de « preuves irréfutables corroborant les observations et l’hypothèse avancées ». Olivier Rouxel, chercheur en géochimie à l’Ifremer, pointe quant à lui des incohérences temporelles : comment des formations géologiques âgées de plusieurs dizaines de millions d’années pourraient-elles maintenir une activité électrochimique suffisante sur des périodes aussi longues ?
D’autres critiques, d’ordre méthodologique, ont également été adressées. La possibilité d’une contamination des échantillons par des « bulles d’air piégées » dans les instruments de mesure est évoquée, tout comme les difficultés inhérentes à l’échantillonnage en grande profondeur. Face à cette tempête critique, Sweetman a indiqué préparer une réponse formelle, rappelant que « ces échanges contradictoires constituent le moteur même de l’avancement scientifique » et participent à l’affinement des théories formulées.
Que l’hypothèse de l’oxygène noir soit ultérieurement confirmée ou infirmée, elle aura d’ores et déjà contribué à démontrer notre ignorance concernant la dernière frontière terrestre : les abysses océaniques. Elles recouvrent pourtant 60 % de notre planète, mais elles restent encore à ce jour largement inexplorées. Si l’exploitation de ces nodules débute au moment même où nous commençons à peine à comprendre ces écosystèmes, la situation serait l’illustration parfaite du proverbe « mettre la charrue avant les bœufs ». D’un côté, ce ne serait pas la première fois que l’industrie n’attende pas un référentiel scientifique suffisant avant d’exploiter des ressources sans se soucier des conséquences au long terme. Après tout, pourquoi s’embarrasser de comprendre ce qu’on s’apprête à détruire ?
- Une étude datant de l’été dernier suggère que des nodules polymétalliques situés à grande profondeur dans l’océan pourraient produire de l’oxygène sans photosynthèse, remettant en question des modèles établis sur l’évolution de la vie.
- Cette découverte intervient alors que ces formations riches en métaux suscitent l’intérêt des industriels pour l’exploitation minière, entraînant un vif débat entre chercheurs, entreprises et défenseurs de l’environnement.
- La validité de ces résultats est contestée par plusieurs scientifiques, qui pointent des failles méthodologiques et demandent des preuves plus solides avant de conclure sur la réalité de ce phénomène.
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