Oxygène noir : des nodules du Pacifique en produisent à 4 000 m

Les nodules polymétalliques de la zone de Clarion-Clipperton produiraient de l’oxygène à environ 4 000 mètres sous la surface, là où la lumière ne pénètre pas. C’est ce qu’a avancé l’équipe du écologue marin Andrew Sweetman, de la Scottish Association for Marine Science, dans une étude publiée le 22 juillet 2024 dans Nature Geoscience. Deux ans plus tard, le conditionnel reste de mise : aucune autre étude n’a observé de façon indépendante cette production d’oxygène noir.

Les chercheurs ont d’abord soupçonné leur propre matériel.

Une mesure qui part à l’envers

Le terrain d’étude s’étend sur 4,5 millions de kilomètres carrés de plaine abyssale entre Hawaï et le Mexique, soit plus de huit fois la superficie de la France métropolitaine. Le plancher y est semé de trillions de nodules gros comme des pommes de terre, riches en nickel, manganèse, cuivre, zinc et cobalt. L’équipe y mène des expéditions depuis 2013, en posant sur le fond des chambres benthiques, des cloches qui isolent un volume d’eau pour suivre sa composition. Dans ce genre d’expérience, l’oxygène diminue toujours au fil des heures, puisque la faune du fond le consomme.

Dans les cloches de Sweetman, c’était l’inverse : la concentration augmentait. Les auteurs y ont vu la preuve qu’une source d’oxygène existait sur place, et que les nodules en étaient la cause la plus probable.

Des cailloux qui feraient office de piles

Le mécanisme proposé tient en un mot : électrolyse. Associée à de l’eau salée, la rouille peut produire assez d’électricité pour arracher l’oxygène à une molécule d’eau, et les chercheurs ont testé si les nodules en étaient capables. Un seul nodule, en laboratoire, a délivré près d’un volt (environ 0,95 V), alors que séparer l’hydrogène de l’oxygène demande une différence de potentiel de 1,5 V. D’où l’idée que des nodules serrés les uns contre les autres atteindraient le seuil.

Autre élément avancé par l’équipe : la production d’oxygène a continué en laboratoire après stérilisation des échantillons, ce qui écarte en principe les microbes. Si le phénomène était confirmé, ce serait la première fois que de l’oxygène est observé sans intervention d’organismes vivants. Il faudrait aussi réviser une idée solidement installée, celle d’un plancher abyssal qui ne ferait que consommer l’oxygène descendu de la surface. Les manuels attribuent la quasi-totalité de l’oxygène terrestre à la photosynthèse, et cette découverte y ajouterait une source d’un genre inédit.

En 2024, seize entreprises détenaient des titres miniers dans cette zone.

Une hypothèse sous le feu des critiques

La contestation a été immédiate. Des scientifiques employés par des sociétés d’exploitation en eaux profondes, dont The Metals Company et Adepth Minerals, ont critiqué la méthodologie, comme d’autres chercheurs qui ne déclaraient aucun conflit d’intérêts. Des experts sont allés jusqu’à réclamer le retrait de l’article, jugeant le mécanisme « en contradiction avec la thermodynamique ».

L’argument physique est simple. Une opinion publiée dans Frontiers in Marine Science rappelle que la scission de l’eau est une réaction fortement endergonique, avec une énergie libre standard de +237 kJ par mole. Un nodule ne peut pas fournir cette énergie à lui seul, disent ses auteurs.

Cinq études antérieures sur des fonds à nodules n’ont vu aucune production.

Les critiques s’attaquent aussi aux données. Le seul lien direct entre nodules et oxygène était une corrélation entre la surface de nodules visible sur les photos des chambres et la quantité d’oxygène produite. Or trois chambres, dont les taux étaient pourtant publiés, avaient été écartées de l’analyse, et la corrélation disparaît quand on les réintègre. Les contradicteurs ajoutent que de l’oxygène a aussi été relevé dans des chambres sans aucun nodule.

L’équipe de Sweetman a choisi de répondre par de nouvelles mesures. En 2026, elle a lancé une série d’études de vérification, financées à hauteur de 5,2 millions de dollars par la fondation japonaise Nippon Foundation. Un financement philanthropique, sans lien avec les industriels du secteur, ce qui compte vu la nature de la polémique.

Ce que cela change pour l’exploitation minière

La publication est tombée à un moment délicat. Elle est arrivée à un tournant de l’élaboration des règles internationales sur l’exploitation minière des grands fonds, ce qui explique en partie la virulence des échanges. Si les nodules alimentaient bel et bien en oxygène la faune alentour, les retirer reviendrait à priver des écosystèmes d’une ressource que personne n’avait comptabilisée.

Les enjeux économiques pèsent lourd de l’autre côté. Le gisement de Clarion-Clipperton contiendrait assez de nodules pour couvrir pendant des décennies la demande mondiale en métaux pour véhicules électriques. Les industriels ont donc tout intérêt à ce que l’oxygène noir soit une erreur de mesure, et les défenseurs des océans à ce qu’il soit réel, un conflit d’intérêts qui plane des deux côtés.

Même sans oxygène noir, l’argument environnemental reste entier : ces nodules se sont constitués par dépôt de métaux sur des millions d’années, un temps qu’aucune exploitation ne pourra reconstituer à l’échelle humaine. Le verdict sur la production d’oxygène dépendra des campagnes de la Nippon Foundation et de la capacité d’équipes indépendantes à reproduire, ou non, la mesure initiale.

Source : sciencepost.fr