Une ruée vers l’or au fond des océans // A gold rush at the bottom of the oceans ?

Des tests sont en cours pour extraire des ressources du plancher océanique afin de répondre à la demande mondiale en métaux.
On sait depuis longtemps qu’il y a probablement des quantités importantes de métaux cachés dans les profondeurs des océans. Selon les scientifiques rassemblés lors de la dernière réunion annuelle de l’Association américaine pour la promotion de la science (AAAS), l’exploitation minière pourrait être la seule façon de répondre à cette demande en métaux qui ne fait que croître année après année.
On estime que la demande mondiale en métaux tels que le fer et le cuivre pourrait tripler ou même quadrupler d’ici à 2050. La question est de savoir s’il y a suffisamment de minerais sur Terre pour répondre à cette demande et on commence à assister une véritable ruée vers l’or de nos océans. L’ International Seabed Authority, qui gère les fonds marins, a émis 27 contrats de prospection de métaux en haute mer. Les prospecteurs recherchent un certain nombre de minerais comme les nodules de manganèse qui sont de la taille d’un poing et recouvrent en général des étendues plates du plancher océanique. Ces mêmes prospecteurs recherchent également des dépôts de sulfures polymétalliques que l’on rencontre autour des bouches hydrothermales – comme les ‘fumeurs noirs’ – le long des dorsales océaniques.
De nombreux pays explorent actuellement leurs propres eaux territoriales avec acharnement dans l’espoir d’y trouver des métaux. Les machines capables d’extraire des nodules de manganèse ont déjà été construites et testées. Celles pour l’extraction des gisements de sulfures polymétalliques sont opérationnelles. Cependant, aucune extraction n’a encore eu lieu sur le terrain océanique. Les machines sont des prototypes qui ont subi des essais préliminaires en eau peu profonde, mais cette technologie d’extraction n’a pas encore été testée dans les profondeurs océaniques.
Tout le monde est d’accord pour dire que les gisements de nodules de manganèse sont très prometteurs. Dans la zone de Clarion-Clipperton, entre Hawaï et le Mexique, on estime qu’il y a 20 à 30 milliards de tonnes de nodules de manganèse et on sait qu’ils contiennent suffisamment de nickel et de cobalt pour satisfaire la demande mondiale pendant des décennies.
Il y a environ quatre ou cinq ans, on estimait que les ressources en sulfures polymétalliques au fond des océans atteignaient 600 millions de tonnes. Après réexamen, le chiffre est passé à 6 milliards de tonnes. La plupart se trouvent dans des parties des océans qui n’ont pas été encore bien explorées. L’exploration s’est en effet limitée à la bande formée par les dorsales océaniques. Le problème est que plus on s’éloigne d’une dorsale, plus le sédiment est profond. A 10 km de la dorsale, on se trouve probablement confronté à une dizaine de mètres de sédiments pélagiques, voire plus. On peut imaginer qu’à une centaine de kilomètres de la dorsale, l’exploitation des ressources deviendrait très compliquée, ou même impossible. Une autre question est de savoir, une fois les ressources découvertes, comment on fera pour les récupérer.
Au-delà de ce problème pratique, il y a aussi des préoccupations environnementales et les perturbations occasionnées aux écosystèmes. De nouvelles recherches ont montré que ces écosystèmes prennent beaucoup de temps pour se rétablir après avoir subi une perturbation.
Source: Chemistry World.

————————————

Tests are underway to extract resources from the ocean floor to meet the world’s growing demand for metals.

It has been known for quite a long time that there may be significantly large amounts of metals hidden in the deep sea. According to experts at a recent annual meeting of the American Association for the Advancement of Science (AAAS), mining them could be the only way to meet the growing demand.

Estimates indicate that worldwide demand for resources such as iron and copper could treble or even quadruple by 2050. The question is to know whether there are adequate resources on land to meet this demand, and these pressures are currently driving a deep sea ‘gold rush’. The International Seabed Authority has issued 27 contracts to prospect for metals in the deep sea. The prospectors will be searching for a number of metals including manganese nodules which are about the size of a human fist and tend to occur on flat expanses of the ocean floor. They will also be looking for polymetallic massive sulphide deposits which are precipitated around hydrothermal vents at mid-ocean ridges.

Many countries are now aggressively exploring their own territorial waters in the search for metals. The machines for mining manganese nodules have already been built and tested. Those for mining polymetallic sulphide deposits are ready to go. However, there is no actual extraction yet taking place. The machines are prototypes that have undergone preliminary testing in shallow water, but this extraction technology has not yet been applied in a deep sea setting.

The consensus is that manganese nodules hold significant promise. In the Clarion–Clipperton zone, found between Hawaii and Mexico, there is an estimated 20 to 30 billion tons of manganese nodules. They are known to contain enough nickel and cobalt to satisfy global demand for those two metals for decades.

About four or five years ago, it was estimated that deep ocean polymetallic massive sulphides resources ran to 600 million tons. Upon re-examination, the figure was increased to 6 billion tons, mostly located in a part of the ocean that has not been explored aggressively. The exploration was limited to the thin ribbon of volcanic activity around mid-ocean ridges. The problem is that the further you get from the ridges, the deeper the sediment. Going 10 km out likely means 10 metres or more of pelagic sediment. One can imagine that going out to 100 km would probably be prohibitive for the discovery of resources. Another question is to know, if we find them, how would we ever recover them?

Beyond this practical problem, there are also concerns about disrupting unique ecosystems. New research has shown that these ecosystems take a long time to recover after a disturbance.

Source: Chemistry World.

Nodules de manganèse dans le Pacifique équatorial nord

(Crédit photo : IFREMER)

Fumeurs noirs (Crédit photo : NOAA)

L’eau de l’Etna: un danger pour la santé? // Is Mount Etna’s water a health risk?

drapeau francais   Ce n’est pas une découverte. Plusieurs articles de presse ont attiré l’attention de la population sur les risques pour la santé que représenterait une vie sur les flancs de l’Etna. La cause du problème serait l’eau des puits qui alimente environ 1,5 millions d’habitants. Cela fait plusieurs années que cette situation sanitaire fait l’objet de débats mais la cause réelle du problème n’a jamais été formellement déterminée. En particulier, le nombre de personnes atteintes de la maladie de Parkinson est largement au-dessus de la moyenne nationale. La cause de cette maladie est mal connue mais on l’attribue souvent à des facteurs environnementaux tels que la pollution.

On a relevé un certain nombre d’éléments potentiellement toxiques dans l’eau de source collectée dans les puits autour de l’Etna. Ainsi, les échantillons prélevés en 2010 avaient des concentrations de manganèse atteignant 2600μg/l alors qu’officiellement cette concentration ne devrait pas dépasser 50μg/l.

Les scientifiques de l’Université de Catane ont essayé de déterminer l’origine de la pollution de l’eau souterraine. Pour ce faire, ils ont utilisé une technique appelée spectroscopie photoélectronique X (XPS) pour analyser la composition de surface des laves émises par l’Etna pendant son activité d’avril 2012. La technique XPS consiste à projeter des rayons X sur un matériau et à mesurer les électrons libérés ensuite par les couches superficielles, jusqu’à une profondeur de quelques nanomètres (1 nanomètre = 10-9 mètre). Les techniques utilisées précédemment pour étudier la lave étaient seulement capables d’étudier la composition de masse. La technique XPS permet de différencier les éléments de surface et les éléments de masse. L’analyse de la surface de la lave est importante car c’est elle qui va progressivement s’éroder et se dissiper dans l’environnement.

Les résultats obtenus en surface avec la technique XPS ont été comparés avec ceux obtenus dans la masse avec les rayons X seuls. Comparées à celles obtenues dans la masse, des quantités inférieures de silice, de fer, de calcium et de potassium et des quantités supérieures d’aluminium, de sodium et de phosphore ont été décelées en surface. Il est intéressant de noter que la valeur correspondant au manganèse décelé en surface est plus du double de celle trouvée dans la masse. Cela pourrait expliquer pourquoi la concentration de manganèse dans les puits autour de l’Etna est si élevée.

L’exposition chronique au manganèse peut entraîner le manganisme. Parmi les symptômes figurent une baisse de la motricité ainsi que des tremblements qui sont également typiques de la maladie de Parkinson. L’équipe scientifique déduit de ces analyses que certains cas de maladie de Parkinson décelés dans la partie orientale de la Sicile pourraient en fait être des cas de manganisme.

Source : Chemistry World.

 

drapeau anglais   This is nothing new : Some illnesses are more numerous on the flanks of Mount Etna than elsewhere in Sicily. Almost 1.5 million people are supplied with water from Etna’s wells. The origins of elevated occurrences of some health problems in the population around the volcano have been debated for many years. Reports have shown that levels of Parkinson’s disease in the area are well above average. The cause of the disease is not understood but it has been linked to environmental factors such as pollution.

Groundwater from Etna’s wells has been found to contain very high levels of some potentially toxic elements. Water samples collected in 2010 had manganese concentrations up to 2600μg/l while Italian legislation states it should be no higher than 50μg/l.

Scientists at the University of Catania have investigated a possible origin of the groundwater pollution. They used x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to characterise the surface composition of lava stones emitted from Mount Etna during activity in April 2012.

XPS involves firing x-rays at a material and measuring the electrons subsequently released from its surface layers, down to a depth of a few nanometres. Previous techniques used to study lava stones have only been capable of studying the bulk composition. XPS allowed the team to differentiate between elements in the surface and elements in the bulk. Analysing the surface of the stones is important as this is what will gradually erode and dissipate into the environment.

The XPS surface results were compared with results from x-ray analysis of the bulk. Significantly lower amounts of silicon, iron, calcium and potassium, and higher amounts of aluminium, sodium and phosphorus were found on the surface than in the bulk. Remarkably, the value of surface manganese was found to be more than twice that in the bulk. This may explain why the concentration of manganese in Etna’s wells is so high.

Chronic exposure to manganese can cause manganism. Symptoms include impaired motor skills and tremors, but these are also typical of Parkinson’s disease. The team suggests that their surface analysis provides evidence that some of the Parkinson’s cases in east Sicily may actually be misdiagnosed manganism.

Source: Chemistry World.

Etna-blog

(Photo:  C. Grandpey)