Des scientifiques japonais avaient découvert il y a plus d’une décennie les champs hydrothermaux situés sous la caldeira du Higashi-Aogashima Knoll, au fond des océans, mais les dépôts riches en minéraux issus de ces fissures n’ont cessé de révéler des surprises pour le moins étranges. Au fil des années, le Japon a mobilisé des ressources privées et publiques pour récupérer les millions de tonnes de minerai métallique autrefois dissimulées dans ce fond océanique — et je ne pense pas que ces expéditions aient jamais envisagé une telle découverte.
Des géologues travaillant avec l’équipage du navire de recherche (R/V) Shinsei Maru ont mis au jour un dépôt particulièrement puissant d’or élémentaire profondément imbriqué dans la pyrite, communément appelée « or des fous », dans des concentrations record atteignant jusqu’à 1,9 % en poids. Oui, c’est exact — ils ont trouvé de l’or véritable enfermé dans l’or des fous, ce dernier, célèbre pour ressembler au métal précieux malgré sa faible valeur intrinsèque. Le véritable or a été trouvé piégé dans la structure cristalline de ces dépôts de pyrite autour de la caldeira volcanique, à environ 2 300 pieds (700 mètres) sous le niveau de la mer.
Le soufre est un élément non métallique géologiquement courant émanant des cheminées hydrothermales, un élément essentiel des écosystèmes qu’elles hébergent, et un composant clé de l’or des fous, la pyrite de fer. L’auteur principal de l’étude, le géologue Yuichi Morishita, et ses collègues avancent l’hypothèse que la formation de cette pyrite en présence de contaminants arsenic aurait facilité l’introduction de l’or caché dans cette structure cristalline.
« La pyrite est un minéral sulfureux omniprésent dans les systèmes hydrothermaux les plus actifs, et la pyrite arsenifère est un hôte commun pour l’« or invisible, » » expliquent les chercheurs dans leur nouvelle étude, actuellement en révision éditoriale pour la revue Scientific Reports publiée par Nature.
Concentrations d’or
Pour remettre les choses en contexte, cette concentration de 19 231 parties par million (ppm) d’or véritable, c’est-à-dire d’or réel, représente plus de 440 fois les teneurs observées dans d’autres dépôts d’or profonds connus dans le monde, qui présentent généralement des teneurs comprises entre 0,01 et 43 ppm. Cependant, toutes les pyrites hydrothermales du Higashi-Aogashima Knoll ne contenaient pas l’or en ces quantités fort élevées.
Le site dit du « cône central » abritait les pyrites présentant les concentrations les plus élevées, avec une formation particulière du minéral cristallin, connue sous le nom de pyrite colloïforme, qui contenait le plus d’or. Cette pyrite colloïforme s’est formée lorsque les émissions sulfureuses surchauffées des cheminées hydrothermales se refroidissaient rapidement en se mêlant à l’eau de mer froide, ce qui a entraîné des ajouts chimiques susceptibles d’avoir facilité la structure interne de piégeage de l’or dans la pyrite.
« Des pyrites colloïformes présentant des teneurs élevées en plomb et/ou en cuivre en plus de celle de l’arsenic […] pourraient avoir induit la forte concentration d’or dans la pyrite, » écrivent les chercheurs. « [Mais] élucider le mécanisme demeure un sujet d’étude pour l’avenir. »
Or très fin
Un aspect de ces dépôts d’or qui a surpris Morishita et ses coauteurs était la manière dont l’or était très finement imbriqué dans la pyrite, non pas sous forme de pépites, mais tissé au niveau atomique (plus comme des « capillaires d’or » que des « veines d’or », diriez-vous). La découverte a d’ailleurs été rendue possible uniquement grâce à une analyse très détaillée de la composition chimique de la pyrite à l’aide de la spectrométrie de masse à ions secondaires (SIMS).
« Nous avons d’abord détecté de l’« or invisible » dans la pyrite provenant de la butte de sulfures et de la cheminée active des dépôts grâce à l’analyse SIMS, » ont écrit Morishita et ses collègues.
La chimie unique des cheminées hydrothermales de la caldeira Higashi-Aogashima Knoll, avec ses imposantes cheminées fumeurs noirs expulsant des sulfures, pourrait s’avérer un modèle qui aide les chercheurs à repérer d’autres dépôts d’or similaires ailleurs dans les océans de la Terre. Mais, à environ 2 690 pieds (820 mètres) sous le niveau de la mer, l’« or invisible » de la caldeira pourrait néanmoins se révéler être particulièrement proche de la surface par rapport à d’autres cheminées hydrothermales véritablement profondes.
« De futurs défis de développement commercial devraient être moins difficiles que pour d’autres dépôts plus profonds, » notent les chercheurs.
