Le fond marin, un univers incomparable

2007/11/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Teknologia
• Biologia
• Geologia
• Ozeanografia

Pendant des siècles, géographes, géologues et océanographes ont cru que le fond marin était une zone habitée, sans activité ni vie. Sans plus, le fond marin était considéré comme le lieu où s'accumulent les produits de l'érosion continentale et les squelettes des animaux qui habitent la surface.

Cette vision n'a pas changé jusqu'aux années 1960. C'est à cette époque que les fonds océaniques commencent à être explorés. Jusque-là la technologie n'était pas aussi avancée que pour descendre au fond de la mer, mais en 1964 les Américains ont embarqué à Alvin. Comme ils ont conçu Apollo pour aller à la Lune, ils ont fait un sous-marin qui pouvait accueillir trois personnes à l'intérieur pour atteindre le fond de la mer, et aujourd'hui Alvin continue à traîner les gens dans la profondeur de la mer.

Les scientifiques doivent dans une large mesure sous-marins comme celui-ci.

Traces de la tectonique de plaques

Entre autres choses, les expéditions effectuées dans les sous-marins habités ont contribué à compléter la théorie de la tectonique de plaques. En effet, dans le dorsal océanique mondial les scientifiques ont inondé de nombreuses occasions et ont observé de près les preuves de l'apparition de la nouvelle surface.

Selon la théorie de la tectonique des plaques, l'expansion océanique déplace les plaques continentales. Et ce mouvement se produit précisément dans le dossard. Des éruptions volcaniques se produisent sur l'axe de la dorsale et de grandes coulées de lave sont émises. Elles sont généralement des coulées basaltiques qui forment une nouvelle surface. À mesure que de nouvelles éruptions se produisent, les zones de surface terrestre nouvellement créées s'éloignent de l'axe.

Ils se déplacent quelques centimètres par an sur les côtés, donc sur l'échelle temporelle de l'être humain le mouvement ne se distingue pas. Mais en géologie le temps est mesuré en millions d'années, et en un million d'années le fond s'éloigne des dizaines de kilomètres. Ainsi, à des dizaines de millions d'années, ils se trouvent à des centaines ou des milliers de kilomètres de la dorsale dans laquelle les fonds océaniques ont été formés.

À mesure qu'elle s'éloigne de la dorsale, la surface océanique se refroidit et sa densité augmente. Lorsque la densité de cette surface océanique est supérieure à celle du manteau inférieur, elle s'enfonce. La zone d'affaissement est appelée zone de subduction. Dans le manteau, l'écorce terrestre se fond, de sorte que, comme l'indiquent les géologues, l'écorce est "recyclé", ce qui complète le processus de formation de la surface terrestre.

Tout cela, d'origine océanique dorsale, a une longueur de 60.000 km et traverse tous les océans du monde. Sauf en Islande et ailleurs, il est sous l'eau et la crête est à une profondeur d'environ 2500 mètres. Le dossard se dresse entre 2000 et 3000 mètres au-dessus des vallées abyssales qui le séparent des continents.

Volcans sous-marins

Cependant, il reste encore beaucoup de questions à poser sur l'activité volcanique dans le fond marin. Par exemple, jusqu'à présent personne n'a été opposé au moment où une éruption se produit. Au contraire, il y a trente-quatre ans, ils ont découvert les traces claires de l'expansion océanique. Elle a participé à l'opération Famous (French American Mid Ocean Undersea Survey), menée par des scientifiques américains et français, en 1973-74. Dirigé par le géologue Xavier Le Pichon, ils explorèrent le rift situé à environ 700 kilomètres au sud des Açores, la vallée profonde qui divise la crête de la dorsale centrale de l'Atlantique. Son but était de découvrir les traces de l'expansion océanique.

Dans cette opération, outre Alvin, ils ont utilisé le batteur Archimede et un équipage sous-marin français, Cyana. De l'intérieur, les scientifiques ont vu pour la première fois un monde étonnant de basalts. L'opération a été vraiment fructueuse, car les sous-marins leur ont permis de marcher sur le fond de l'océan et de voir avec leurs yeux la surface nouvellement créée. En plus de voir, des images ont été prises et des échantillons ont été mesurés et divers paramètres physico-chimiques ont été mesurés sur place.

Après Famous sont arrivés plus expéditions pour explorer le fond océanique. Dans ces explorations, outre le sous-marin, le bateau de forage a été utilisé. Le bateau de forage est très utile pour les géologues car il recueille des colonnes cylindriques de 6 cm de diamètre et plusieurs mètres de longueur. On peut ainsi étudier la composition et la structure de la croûte océanique, ainsi que les sédiments qui la couvrent.

Cheminées hydrothermales

La prochaine exploration connue de Famous était Cyamex en 1978. À cette époque, les géologues étaient fascinés par les structures générées par les éruptions qui se produisent dans le dossard. Le magma basaltique sort à 1200 ºC et l'eau de la mer est à 2 ºC. Sa solidification est donc immédiate et son aspect varie en fonction du volume versé. Si on ne verse pas beaucoup de lave, on crée des structures en forme d'oreiller (pillow lava en anglais). Ils sont de diverses formes, souvent similaires aux tubes. Au contraire, lorsque beaucoup de lave est versée, la lave occupe toutes les fentes et se forme des structures plates comme des lacs.

Dans l'opération franco-mexicaine Cyamex, à l'entrée du golfe de Californie, dans les eaux mexicaines, ont découvert d'autres structures jusque-là inconnues comme des cheminées hydrothermales. Un jour, un scientifique mexicain est descendu à l'intérieur de Cyana et a vu une structure spéciale de couleurs vives. On y trouvait des restes d'animaux morts, comme les coquillages qui commencent à se défaire. Ensuite, d'autres plongées ont été réalisées dans la région, trouvant des restes de courants chauds, fossiles de vers, palourdes mortes et plus de cheminées. Mais tous étaient morts.

Soudain... oasis

L'année suivante, en 1979, dans le but de trouver des cheminées hydrothermales actives, des scientifiques français et américains sont revenus au même endroit dans l'opération Rise. Ils ont pris l'Angus pour prendre des photos du fond. L'endroit a été choisi avec Sonarra et des milliers de photographies du fond ont été prises sur la chaîne volcanique. On y observait s'il y avait des restes de vie. En fonction de cela, l'endroit où se plonger a été choisi, dans Alvin.

Ils découvrirent ainsi les premières cheminées actives. C'est précisément le professeur émérite de l'Université de Brest, le géologue Thierry Juteau, qui découvrit pour la première fois l'écosystème qui les entoure. En pleine obscurité, à une profondeur où l'océan semble pourpre, des milliers d'animaux se réunissaient autour de fumerolles spectaculaires qui versaient de l'eau noire : crabes, poulpes, poissons, vers, géants... En fait, les fumerolles émettent du dioxyde de carbone, du méthane et surtout du sulfure d'hydrogène dissous dans l'eau chaude (l'eau sort à 350 ºC). L'environnement est donc propice à la croissance de bactéries anaérobies avec lesquelles cohabitent de nombreux invertébrés et vertébrés dans la symbiose.

Les fumerolles elles-mêmes sont des "constructions métalliques". Dissous dans l'eau sont extraits sulfures métalliques qui, en entrant en contact avec l'eau froide de l'océan précipite immédiatement. De cette façon, des _structures de pyrite (FeS 2), de calcopirite (CuFeS 2), de _blenda (ZnS) et de galena (Pb _S), et sulfate calcique (CaSO 4) blanc. D'autres sels minéraux (hydroxydes de fer, manganèse et cobalt) flottent sur la cheminée à 200-3.000 mètres et s'accumulent peu à peu sur les roches basaltiques de la zone formant une écorce noire.

Depuis, les scientifiques ont démontré que les fumerolles font partie du système hydrothermal du fond marin. L'eau froide de l'océan coule par les fissures de la croûte terrestre. En descendant dissout les minéraux des roches. Sous la surface terrestre, au sommet des chambres du magma, des réactions à haute température se produisent. Ensuite, les fluides hydrothermaux sont extraits des cheminées en forme de fumerole noire, dont le débit peut être supérieur à un mètre cube par seconde. Tout le système est indispensable pour que la composition de l'eau marine soit stable.

L'exploration du fond marin n'est pas terminée, mais il est clair que les progrès techniques permettent de mieux connaître l'univers sous-marin. De plus, les intérêts économiques encouragent également l'exploration du fond océanique : l'épuisement des mines de surface a conduit à la recherche de nouvelles sources. Et l'océan dorsal est un grand entrepôt de métaux.