De l'oxygène sans lumière : les abysses réécrivent l'histoire de la respiration planétaire

Au printemps 2026, une expédition scientifique d'envergure se dirigera vers l'une des régions les plus mystérieuses et les moins explorées de l'océan mondial : la zone de fracture de Clarion-Clipperton. Deux submersibles de pointe, baptisés « Alisa » et « Kaya », seront déployés dans ces profondeurs extrêmes. Leur mission est de vérifier et d'expliquer un phénomène qui figure déjà parmi les découvertes les plus fascinantes de la décennie : la production d'oxygène noir, ou Dark Oxygen Production (DOP).

Ce processus révolutionnaire concerne la formation d'oxygène moléculaire dans l'obscurité la plus totale, à des profondeurs abyssales où les rayons du soleil ne pénètrent jamais. Cette découverte remet en question les fondements mêmes de la biogéochimie marine et notre compréhension de la vie océanique.

Le phénomène DOP a été documenté pour la première fois en 2024 par une équipe de recherche dirigée par le professeur Andrew Sweetman, de la Scottish Association for Marine Science. Lors d'expériences menées dans des zones riches en nodules polymétalliques, les scientifiques ont observé une augmentation surprenante de la concentration d'O2 là où, selon tous les modèles classiques, il ne devrait pas exister.

Cette observation capitale ébranle un dogme scientifique solidement établi : l'idée que la photosynthèse est l'unique source naturelle d'oxygène sur notre planète. En prouvant que l'oxygène peut apparaître sans lumière, l'équipe de Sweetman ouvre de nouvelles perspectives sur les cycles chimiques de la Terre.

Les données recueillies sur le terrain et en laboratoire suggèrent que les nodules polymétalliques pourraient se comporter comme de véritables « géobatteries ». Au contact de l'eau de mer salée, ces formations rocheuses seraient capables de générer des potentiels électriques suffisants pour provoquer l'électrolyse de l'eau, libérant ainsi des molécules d'oxygène.

Les résultats expérimentaux sont éloquents : dans un secteur de la zone Clarion-Clipperton, la concentration d'O2 dans l'eau a triplé en l'espace de seulement 48 heures. Les chercheurs associent cette réaction à des processus électrochimiques catalysés par les oxydes de manganèse. Cependant, d'autres hypothèses, incluant des processus microbiens ou biochimiques, restent à l'étude.

C'est précisément pour valider ces mécanismes que la nouvelle phase de recherche est lancée. Les appareils « Alisa » et « Kaya », nommés en hommage aux filles du professeur Sweetman, sont conçus pour opérer sous des pressions 1 200 fois supérieures à celles de la surface, avec une capacité d'intervention allant jusqu'à 11 000 mètres de profondeur.

Ces submersibles embarquent des systèmes de mesure autonomes de haute technologie, dont le lander Aquatic Eddy Covariance (AEC). Ce dispositif permet de mesurer directement les flux d'oxygène et les traceurs chimiques dans les écosystèmes benthiques sans perturber l'environnement fragile des fonds marins.

Cette étude est menée sous l'égide de la Dark Oxygen Research Initiative (DORI), un programme financé à hauteur de 4 millions de livres sterling par la Nippon Foundation. Le projet a officiellement débuté le 1er février 2025 et se poursuivra jusqu'au 31 janvier 2028.

L'initiative rassemble des experts de prestigieuses institutions, notamment l'Université de Boston et l'Université Northwestern, avec la participation active des professeurs Jeffrey Marlow et Franz M. Geiger. Leur collaboration vise à apporter une rigueur académique indispensable à cette exploration sans précédent.

Le projet bénéficie également de la reconnaissance de la Commission océanographique intergouvernementale de l'UNESCO. Il a été intégré à la Décennie des Nations Unies pour les sciences océaniques, ce qui souligne son importance stratégique pour la science mondiale et la protection des océans.

Au-delà de la recherche pure, les enjeux sont considérables. La zone de Clarion-Clipperton s'étend sur 4 700 km et abrite les plus vastes gisements de nodules polymétalliques au monde, estimés à environ 19,59 milliards de tonnes. Ces ressources sont riches en nickel et en cobalt, des métaux critiques pour l'industrie des batteries et la transition technologique.

La compréhension du mécanisme DOP devient un facteur essentiel pour évaluer les risques environnementaux liés à l'exploitation minière sous-marine. Une expérience historique réalisée en 1979 a démontré que les perturbations mécaniques sur le plancher océanique laissent des traces visibles pendant des décennies. Si les nodules participent activement à la « respiration » locale de l'océan, leur rôle écologique est bien plus vital qu'on ne le pensait.

Cette découverte résonne également dans le domaine de l'astrobiologie. Si l'oxygène peut être produit sans lumière, cela multiplie les scénarios possibles pour l'existence de la vie sur d'autres planètes ou lunes glacées du système solaire, là où les conditions extrêmes rappellent celles de nos abysses.

En conclusion, ces recherches apportent une nouvelle profondeur à notre compréhension de la dynamique terrestre. L'océan n'est plus un simple réservoir passif, mais un acteur central de la chimie planétaire, capable de générer la vie dans les ténèbres les plus totales.

Lorsque l'oxygène naît de l'obscurité, c'est toute notre perception de la planète vivante qui bascule. Ce nouveau registre de la respiration des profondeurs nous rappelle que la Terre possède encore des secrets capables de transformer radicalement notre vision du monde.