Des incidents inattendus peuvent survenir dans les laboratoires. En 2022, des scientifiques ont prélevé des échantillons de roches dans la fosse d'Escanaba, une zone située dans les profondeurs du Pacifique, au large de la frontière entre les Etats américains de l'Oregon et de la Californie. Dans cette région, l'activité hydrothermale a entrainé la formation d'importants gisements de minéraux contenant des métaux comme le cuivre, le zinc et le fer. A l'aide d'un robot sous-marin télécommandé, les chercheurs ont récupéré 57 échantillons, provenant de quatre zones différentes. La plupart contenaient des minéraux sulfurés, qui présentent un intérêt pour une éventuelle exploitation minière des grands fonds.

Ils les ont donc étudiés de plus près. Pour ce faire, les scientifiques ont lyophilisé, technique de séchage à froid, et broyé ces échantillons. Au cours de ces manipulations, deux d'entre eux se sont spontanément enflammés. Avant même le broyage, ils avaient dégagé de la chaleur et de la fumée, atteignant des températures supérieures à 100°C. Les scientifiques se sont alors concentrés sur ces échantillons pour comprendre ce qui s'était produit. Dans une étude publiée dans la revue Scientific Report, ils ont partagé leurs résultats.

Pour comprendre cette combustion, ils ont comparé la minéralogie, la composition chimique ainsi que le comportement thermique des roches qui s'étaient enflammées avec ceux d'échantillons restés intacts. Les premières étaient principalement composées de marcassite nanocristalline, une forme particulièrement instable de sulfure de fer, constituée de cristaux extrêmement petits. Au contact de l'oxygène, ces minéraux peuvent subir une réaction chimique appelée l'oxydation, qui libère de la chaleur. Lorsqu'elle s'accumule, cette chaleur peut accélérer la réaction, jusqu'à provoquer une inflammation spontanée. Le broyage, en exposant davantage de matière à l'oxygène, peut également favoriser ce phénomène.

De plus, lorsque les roches sont remontées à la surface, elles subissent d'importants changements : exposition à l'air, variations de température, de pression et d'humidité. Ces facteurs peuvent également modifier les réactions chimiques. "Cette découverte met en évidence un risque potentiel qu'il serait crucial de comprendre si l'exploitation des gisements de sulfures massifs sous-marins venait à se concrétiser", précise l'USGS. Si ces roches étaient stockées en grande quantité à bord de navires miniers, leur échauffement pourrait ainsi, dans certaines conditions, provoquer un incendie. Cette propriété n'est toutefois pas commune à toutes les roches des eaux profondes de la zone. Pour les chercheurs, cette découverte montre surtout que les risques devront être évalués pour chaque gisement avant toute exploitation minière sous-marine.