Au large de Mayotte, 120 amas de « glace de CO2 » au fond de l’océan, un site unique au monde

À 1 400 mètres de fond, au large de Mayotte, le 101e département français, un robot sous-marin a filmé en 2021 des dômes blanchâtres laissant s’échapper des gouttes de CO2 liquide. Plus de 120 de ces amas d’hydrates de CO2 ont été recensés sur un même site, baptisé le Fer à Cheval, à 10 km à l’est de Petite Terre. C’est, selon l’Ifremer, la première fois qu’un tel champ est observé au monde, et la découverte tombe au moment où la planète cherche par tous les moyens où mettre son carbone.

Un hydrate, c’est un solide qui ressemble à de la glace, fait d’eau et de molécules de gaz emprisonnées. Dans la nature, on en connaît surtout au méthane, sur les fonds marins ou dans le pergélisol. Voir des hydrates de dioxyde de carbone, et en pareille quantité, est d’une rareté extrême. Ici, des gouttelettes de CO2 liquide d’origine volcanique remontent du fond, rencontrent l’eau froide sous forte pression, et se recouvrent d’une pellicule solide qui les agglomère en dômes.

Pourquoi ici, et nulle part ailleurs

Le Fer à Cheval n’a rien d’un fond plat. C’est une structure volcanique active de 6 km2, ceinte de falaises qui montent jusqu’à 250 mètres, l’un des édifices de la chaîne sous-marine qui file vers le volcan Fani Maoré, apparu en 2019 au large de Mayotte. Ce relief en cuvette forme un espace semi-clos où le CO2 relâché par le fond s’accumule au rythme des marées. Ajoutez une eau à 4 degrés et la pression d’une colonne d’eau de 1 400 mètres, et vous obtenez la recette exacte qui fige le gaz en hydrate. Réunir tout cela au même endroit est ce qui rend le site unique.

L’équipe, qui réunit l’Ifremer, l’Institut de physique du globe de Paris, le CEA, le CNRS, l’américaine NOAA et l’université de Milan, a aussi fait le lien avec la crise sismique et volcanique que connaît Mayotte depuis 2018. C’est elle qui a vraisemblablement déstabilisé cette vieille structure et ouvert les sources de CO2. Contrairement au Fani Maoré, calme depuis 2021, le Fer à Cheval reste très actif, secoué de séismes et d’émissions de fluides.

Le chiffre qui parle le plus n’est pas le nombre d’amas, mais la profondeur à laquelle tout cela se joue. Le graphique ci-dessous remet les ordres de grandeur du site face à des repères connus.

1 400 mètres, c’est près de quatre fois la hauteur de la tour Eiffel empilée sous l’eau. À cette profondeur et par 4 degrés, le CO2 ne s’échappe pas vers l’atmosphère, il reste piégé, au moins un temps.

Ce que ça dit du stockage du carbone

L’intérêt dépasse de loin le cas mahorais. Quatre ans après la première plongée, une campagne menée par l’Ifremer et l’organisation OceanX a revisité le site avec un autre robot, déployé depuis le navire OceanXplorer. Le champ d’amas semblait stable depuis 2021. Ces dômes ont donc retenu du dioxyde de carbone pendant plusieurs années, ce qui en fait un laboratoire naturel pour comprendre comment l’océan séquestre, puis relâche, le carbone. La première autrice de l’étude parue dans Nature Geoscience, géochimiste à l’Ifremer, note que la découverte pourrait même nourrir les réflexions sur certaines pistes de géo-ingénierie climatique.

La question intéresse directement la France métropolitaine, où le débat sur le captage et le stockage du CO2 monte, des cimenteries aux sites industriels qui cherchent à enfouir leurs émissions. Voir la nature stocker du carbone sous une forme stable, sans qu’on l’ait orchestré, oblige à regarder de plus près ce que l’océan sait déjà faire, et ce qu’il ne pardonne pas. Nous avions déjà raconté comment des pilotes transforment le CO2 industriel en carburant, à très petite échelle pour l’instant.

Car le revers existe. Là où le CO2 fuit, l’eau s’acidifie, et la vie trinque. Les chercheurs ont recensé une vingtaine d’espèces apparentées aux coraux sur la zone et constaté une mortalité plus forte près des amas, probablement liée à cette acidité. Le site devient ainsi une fenêtre rare sur ce qui attend une partie de l’océan si l’acidification se généralise, et sur la capacité du vivant à s’y adapter. C’est aussi la logique des écosystèmes terrestres que l’on redécouvre, comme avec les forêts primaires dont on sous-estimait le carbone stocké.

Reste à savoir combien de temps ces dômes tiendront. Leur formation dépend d’un flux de CO2 qui entre et qui sort en permanence. Tant que le volcan souffle, ils grossissent. Le jour où il se taira, la cuvette du Fer à Cheval rendra-t-elle son carbone à l’océan ? C’est précisément ce que les prochaines plongées au large de Mayotte vont tenter de filmer.

Questions courantes

Qu’est-ce qu’un hydrate de CO2 ?
Un solide proche de la glace, formé d’eau et de molécules de dioxyde de carbone piégées, qui se forme quand du CO2 liquide rencontre une eau très froide sous forte pression.

En quoi est-ce différent d’un hydrate de méthane ?
Les hydrates naturels des fonds marins sont presque toujours au méthane. Des hydrates de CO2 en pleine mer, et à cette échelle, n’avaient jamais été observés, d’où le caractère unique du site.

Où se trouve exactement ce site ?
Au lieu-dit le Fer à Cheval, une structure volcanique sous-marine à 10 km à l’est de Petite Terre, à Mayotte, par 1 400 mètres de fond.

Quel rapport avec le volcan Fani Maoré ?
La crise sismique et volcanique de Mayotte, qui a fait naître le Fani Maoré en 2019, a probablement déstabilisé cette structure et ouvert les sources de CO2 liquide.

Cela peut-il servir contre le changement climatique ?
Le site aide à comprendre comment l’océan stocke le carbone et pourrait nourrir les réflexions sur la géo-ingénierie, mais l’acidification qu’il provoque rappelle que rien n’est gratuit pour la biodiversité.

Article créé en collaboration avec l’IA.