Disclaimer – La découverte présentée ci-dessous, publiée en juillet 2024, fait l’objet de débats scientifiques. Certaines interprétations sont encore controversées, et les résultats devront être confirmés par de nouvelles études indépendantes.

L’énigme de l’« oxygène noir » abyssal

À 4 000 mètres sous la surface du Pacifique, dans la zone Clarion-Clipperton, une équipe internationale menée par Andrew Sweetman (Scottish Association for Marine Science) et composée de chercheurs européens, américains et asiatiques, a observé un phénomène inattendu : la formation d’oxygène moléculaire (O₂) dans l’obscurité totale, sans photosynthèse. Cette découverte, d’abord publiée le 22 juillet 2024 dans Nature Geoscience, pourrait remettre en question notre compréhension des écosystèmes profonds, mais aussi certains aspects de l’histoire de l’oxygène sur Terre.

Des observations inattendues

Les chercheurs ont utilisé des chambres benthiques — de grandes structures posées sur le fond marin permettant d’isoler une portion de sédiment et de mesurer en continu les échanges chimiques avec l’eau environnante. À plusieurs reprises, ils ont constaté une augmentation de la concentration d’oxygène dissous, confirmée par des capteurs optiques et par la méthode classique de titrage de Winkler. Cette production spontanée d’oxygène, en pleine obscurité, a été qualifiée d’« oxygène noir » (dark oxygen).

Une hypothèse électrochimique

L’explication proposée est que les nodules polymétalliques présents dans la zone — riches en manganèse, cobalt, cuivre et nickel — agiraient comme de véritables micro-piles naturelles. En générant un courant électrique, ces « géobatteries » pourraient déclencher une électrolyse de l’eau de mer, produisant ainsi simultanément oxygène et hydrogène.

Controverses et critiques

Malgré l’enthousiasme suscité, plusieurs chercheurs soulignent des limites importantes :

• ➔ les tensions mesurées (inférieures à 0,95 V) restent souvent en dessous des 1,23 V nécessaires pour une électrolyse complète ;
• ➔ aucune trace de dihydrogène, pourtant attendu, n’a été détectée ;
• ➔ la possibilité d’artefacts expérimentaux (bulles, contaminations, courants parasites) n’est pas écartée.

Ces critiques rappellent que le phénomène doit encore être confirmé de manière indépendante.

Enjeux écologiques, planétaires et réévaluation de l’histoire de l’oxygène

La découverte potentielle d’une source abiotique d’oxygène dans les abysses a plusieurs implications. Non seulement elle pourrait jouer un rôle crucial dans les écosystèmes profonds, mais elle arrive dans un contexte où la zone Clarion-Clipperton est convoitée pour ses nodules polymétalliques. Leur exploitation minière industrielle pourrait impliquer le raclage mécanique de vastes portions de sédiment marin. Cela provoquerait :

• ➔ la destruction directe des habitats benthiques, où se développent des espèces encore largement inconnues ;
• ➔ la remise en suspension de panaches de particules pouvant s’étendre sur des centaines de kilomètres, avec un impact durable sur la chimie de l’eau ;
• ➔ et la perte potentielle de mécanismes écologiques méconnus, comme cette production d’« oxygène noir ».

Cette découverte interroge sur l’histoire de l’oxygène sur Terre, depuis ses premières traces dans les océans primitifs, jusqu’aux fluctuations qui ont accompagné l’évolution de la vie, en passant par la Grande Oxydation il y a 2,4 milliards d’années. Si de tels mécanismes géochimiques existent, cela pourrait remettre en question certaines hypothèses sur la Grande Oxydation – cet événement cataclysmique, lorsque la concentration d’oxygène atmosphérique a connu une augmentation soudaine et massive, bouleversant la chimie de la planète ; des contributions abiotiques pourraient avoir joué, elles aussi, un rôle dans les variations de l’oxygène : quel est notre niveau réel de compréhension des grandes étapes de l’évolution atmosphérique ?

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