La mer profonde est loin et difficile à imaginer. Si imaginé, cela ressemble à un endroit froid et hostile. Cependant, cet habitat éloigné est directement connecté à nos vies, car il constitue une partie importante du cycle mondial du carbone. Aussi, le fond marin est, dans de nombreux endroits, recouverts de nodules et de croûtes polymétalliques qui suscitent un intérêt économique. Il y a un manque de normes claires pour réglementer leur exploitation et fixer des seuils contraignants pour l'impact sur les organismes vivant dans les zones touchées.

L'exploitation minière peut réduire le cycle du carbone microbien, alors que les animaux sont moins touchés

Une équipe internationale de scientifiques autour de Tanja Stratmann de l'Institut Max Planck de Microbiologie Marine de Brême, Allemagne, et l'Université d'Utrecht, les Pays-Bas, et Daniëlle de Jonge de l'Université Heriot-Watt d'Edimbourg, Écosse, a étudié le réseau trophique des grands fonds marins pour voir comment il est affecté par des perturbations telles que celles causées par les activités minières.

Pour ça, les scientifiques se sont rendus dans la zone dite DISCOL dans le Pacifique oriental tropical, à environ 3000 kilomètres au large des côtes du Pérou. En 1989, Des chercheurs allemands avaient simulé des perturbations liées à l'exploitation minière dans ce champ de nodules de manganèse, 4000 mètres sous la surface de l'océan, en labourant une zone de fond marin de 3,5 km de large avec une herse à charrue. "Même 26 ans après la perturbation, les pistes de charrue sont toujours là", Stratmann a décrit le site. Des études antérieures avaient montré que l'abondance et la densité microbiennes avaient subi des changements durables dans cette zone. « Maintenant, nous voulions savoir ce que cela signifiait pour le cycle du carbone et le réseau trophique de cet habitat océanique profond. »

« Nous avons examiné toutes les différentes composantes de l'écosystème et à tous les niveaux, essayer de découvrir comment ils travaillent ensemble en équipe", de Jonge a expliqué qui a réalisé le projet dans le cadre de sa thèse de maîtrise à l'Institut royal néerlandais de recherche sur la mer NIOZ et à l'Université de Groningue, Les Pays-Bas. Les scientifiques ont quantifié les flux de carbone entre les compartiments vivants et non vivants de l'écosystème et les ont résumés comme une mesure de la "taille écologique" du système.

Ils ont trouvé des effets significatifs à long terme de l'expérience de simulation minière de 1989. Le débit total de carbone dans l'écosystème a été considérablement réduit. "La partie microbienne du réseau trophique a été particulièrement affectée, bien plus que ce à quoi nous nous attendions", dit Stratmann. "Les microbes sont connus pour leurs taux de croissance rapides, vous vous attendez donc à ce qu'ils récupèrent rapidement. Cependant, nous avons constaté que le cycle du carbone dans la soi-disant boucle microbienne était réduit de plus d'un tiers."

L'impact de l'activité minière simulée sur les organismes supérieurs était plus variable. "Certains animaux semblaient aller bien, d'autres se remettaient encore de la perturbation. La diversité du système s'en trouvait ainsi réduite", dit de Jonge. "Globalement, le flux de carbone dans cette partie du réseau trophique était similaire ou même supérieur à celui des zones non affectées. »

Un fond marin miné pourrait être plus vulnérable au changement climatique

L'exploitation minière simulée a entraîné un changement dans les sources de carbone pour les animaux. D'habitude, la petite faune se nourrit de détritus et de bactéries du fond marin. Cependant, dans les zones perturbées, où les densités bactériennes ont été réduites, la faune mangeait plus de détritus. Les conséquences possibles de cela feront partie du doctorat de de Jonge. Thèse, qu'elle vient de commencer. « Les futurs scénarios climatiques prévoient une diminution de la quantité et de la qualité des détritus atteignant le fond marin. Ainsi, ce changement de régime sera particulièrement intéressant à étudier compte tenu du changement climatique », elle attend avec impatience les travaux à venir.

« Il faut aussi considérer que les perturbations causées par une véritable exploitation minière des grands fonds seront bien plus lourdes que celle que nous examinons ici », elle a ajouté. « Selon la technologie, il enlèvera probablement les 15 premiers centimètres de sédiments sur une zone beaucoup plus grande, multipliant ainsi l'effet et augmentant considérablement les temps de récupération."

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Les nodules et croûtes polymétalliques couvrent plusieurs milliers de kilomètres carrés des fonds marins du monde. Ils contiennent principalement du manganèse et du fer, mais aussi les métaux précieux nickel, le cobalt et le cuivre ainsi que certains des métaux de haute technologie des terres rares. Étant donné que ces ressources pourraient devenir rares sur terre à l'avenir, par exemple, en raison des besoins futurs en batteries, électromobilité et technologies numériques, les gisements marins sont économiquement très intéressants. À ce jour, il n'y a pas de technologie prête pour le marché pour l'exploitation minière en eaux profondes. Cependant, il est déjà clair que les interventions dans les fonds marins ont un impact massif et durable sur les zones touchées. Des études ont montré que de nombreux habitants sessiles de la surface du fond marin dépendent des nodules comme substrat, et sont toujours absents des décennies après une perturbation de l'écosystème. Aussi, les effets sur les animaux vivant dans les fonds marins ont été prouvés.