Récemment, des scientifiques ont La découverte d'une mystérieuse source d'oxygène au fond de l'océan Pacifique, connue sous le nom d'« oxygène sombre », est une découverte scientifique remarquable qui remet en question notre compréhension traditionnelle des écosystèmes marins et des mécanismes de production d'oxygène. Qu'est-il exactement arrivé?

découvrir l'arrière-plan

La découverte vient d'une équipe de recherche dirigée par l'écologiste marin Andrew Sweetman de la Société écossaise pour les sciences marines (SAMS).

Depuis 2013, l'équipe a mené une série d'études sur les écosystèmes des fonds marins et leur consommation d'oxygène dans la zone Clarion-Clipperton (CCZ) de l'océan Pacifique. Située entre Hawaï et le Mexique, la CCZ est une vaste plaine sous-marine abritant de riches communautés biologiques et des ressources en nodules polymétalliques.

processus de recherche

Au cours de l'étude, l'équipe de recherche a utilisé un atterrisseur en haute mer qui a coulé jusqu'au fond marin pour pousser une chambre cylindrique dans les sédiments afin de sceller une petite zone du fond marin et un certain volume d'eau de mer au-dessus, créant ainsi un « sous-marin ». micro-environnement" isolé du monde extérieur.

Ils s’attendaient à ce que dans un environnement fermé, les niveaux d’oxygène diminuent lentement au fil du temps à mesure que les micro-organismes respirent. Cependant, les résultats réels des mesures étaient inattendus : au lieu de diminuer, la teneur en oxygène a montré une tendance à la hausse lente.

Spéculation et vérification préliminaires

Face à ce phénomène anormal, l’équipe de recherche a d’abord soupçonné qu’il s’agissait d’une panne de capteur, mais après de multiples étalonnages et expériences répétées, elle a confirmé l’authenticité de ce phénomène. Par la suite, l’équipe de recherche s’est concentrée sur les nodules polymétalliques (également appelés nodules de manganèse) présents sur les fonds marins. Ces nodules sont principalement composés d’éléments métalliques tels que le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre, les oxydes de manganèse et de fer étant les principaux composants.

En laboratoire, les chercheurs ont mesuré la différence de potentiel à la surface de nodules polymétalliques et ont découvert que la différence de potentiel pouvait atteindre 0,95 volt. Bien que ce soit inférieur aux 1,5 volts requis pour diviser les molécules d'eau, l'équipe de recherche suppose que lorsque plusieurs nodules polymétalliques se réunissent, ils peuvent générer une tension plus élevée par effet « cascade », déclenchant ainsi le processus d'électrolyse de l'eau de mer, qui entraînera les molécules d'eau. se décomposer en hydrogène et oxygène.

Résultats de la recherche et signification

Cette découverte a été rapportée en détail dans la revue Nature Geoscience et a attiré l'attention de la communauté scientifique. Les chercheurs pensent que les nodules polymétalliques peuvent agir comme une « batterie géologique » naturelle pour produire en continu de l’oxygène dans les conditions sans lumière des profondeurs marines. Cette découverte remet non seulement en question notre compréhension traditionnelle de la circulation de l’oxygène dans les océans, mais pourrait également fournir de nouveaux indices pour l’étude de l’origine de la vie.

En outre, cette découverte a également des implications importantes pour les activités minières en haute mer. La zone CCZ contient de riches ressources en nodules polymétalliques et constitue une cible clé pour les sociétés minières en eaux profondes. Cependant, si ces nodules étaient éliminés, les écosystèmes qui dépendent de l’oxygène qu’ils produisent pourraient être gravement affectés. Par conséquent, les chercheurs soulignent que l’impact potentiel de cette nouvelle découverte sur l’environnement doit être pleinement pris en compte et qu’une supervision scientifique doit être effectuée avant de faire progresser l’exploitation minière en haute mer.

Nouvelle compréhension du cycle de l’oxygène des océans

Pendant longtemps, on a généralement cru que l’oxygène de l’océan était principalement produit par la photosynthèse dans les masses d’eau de surface et transporté vers les profondeurs marines par le mouvement vertical des masses d’eau. Cependant, cette étude a révélé que dans des conditions de faible luminosité dans les profondeurs marines, les nodules polymétalliques (nodules de manganèse) peuvent produire de l'oxygène par le biais de processus abiotiques (tels que l'électrolyse de l'eau de mer), ce qui remet directement en question la théorie traditionnelle du cycle de l'oxygène océanique. Cela montre qu’en plus de la photosynthèse, il existe d’autres mécanismes importants de production d’oxygène dans les profondeurs marines.

La recherche élargit également la complexité du cycle de l’oxygène. Le cycle de l’oxygène dans les océans est un processus complexe impliquant de nombreux aspects tels que la biologie, la chimie et la physique. Cette découverte révèle un autre maillon important du cycle de l’oxygène en eaux profondes, à savoir la contribution des processus abiotiques à la production d’oxygène. Cela nous aide à comprendre de manière plus complète la complexité et la diversité du cycle de l’oxygène des océans et fournit davantage de perspectives et d’idées pour les futures recherches scientifiques marines.

En même temps, cela fournit également de nouveaux indices sur l’origine de la vie. L’origine de la vie est l’une des principales questions de préoccupation à long terme de la communauté scientifique. L’opinion traditionnelle est que l’oxygène nécessaire à la vie est principalement produit par des micro-organismes tels que les cyanobactéries par la photosynthèse. Cependant, cette étude a révélé que l’oxygène peut également être produit dans les profondeurs marines dans des conditions de faible luminosité, ouvrant ainsi une nouvelle direction à la réflexion sur l’origine de la vie. Cela suggère que la vie pourrait être née et s’être développée dans un éventail de conditions environnementales plus large que les seules eaux de surface baignées de lumière. Cela nous aide à réexaminer le cadre théorique de l’origine de la vie et à explorer de nouvelles directions de recherche.

La recherche a également des implications pour les évaluations des écosystèmes des grands fonds. Les écosystèmes des grands fonds comptent parmi les écosystèmes les plus mystérieux et les plus fragiles de la planète. Cette découverte montre qu'il pourrait exister des mécanismes de production d'oxygène dans les eaux profondes que nous n'avons pas encore entièrement compris, ce qui revêt une grande importance pour l'évaluation et la protection des écosystèmes des eaux profondes. Cela nous rappelle que l’impact des processus abiotiques sur la circulation de l’oxygène doit être pleinement pris en compte lors de l’évaluation de la santé et de la stabilité des écosystèmes des grands fonds. Dans le même temps, cela apporte également de nouvelles idées et méthodes pour la protection et la gestion des écosystèmes des grands fonds.

Enfin, l’auteur estime que ces recherches guideront également les activités minières en haute mer. Alors que les humains continuent d’exploiter les ressources des grands fonds, les activités minières en haute mer augmentent. Cependant, l’impact des activités minières en eaux profondes sur le milieu marin n’est pas entièrement compris. Cette découverte suggère que les nodules polymétalliques des profondeurs marines pourraient avoir des fonctions écosystémiques importantes, telles que la production d’oxygène. Par conséquent, avant de faire progresser les activités minières en eaux profondes, leur impact sur l’écosystème des eaux profondes doit être pleinement pris en compte et une évaluation et une supervision scientifiques doivent être menées. Cela contribue à garantir que les activités minières en haute mer sont durables et respectueuses de l’environnement.