Chronique en mer : une première mission au large, quelle découverte !

<span class="caption">Mise à l&#39;eau des sismomètres de fond de mer. Largués au beau milieu de la nuit, ils mettront près d’une heure trente à atteindre le fond. Simon, l&#39;ingénieur en charge de l’équipement, communique avec eux pendant la descente pour s&#39;assurer que tout va bien. Les minutes sont longues…</span> <span class="attribution"><span class="source">Kristel Chanard</span>, <span class="license">Fourni par l&#39;auteur</span></span>
Mise à l'eau des sismomètres de fond de mer. Largués au beau milieu de la nuit, ils mettront près d’une heure trente à atteindre le fond. Simon, l'ingénieur en charge de l’équipement, communique avec eux pendant la descente pour s'assurer que tout va bien. Les minutes sont longues… Kristel Chanard, Fourni par l'auteur

Si la théorie de la tectonique des plaques apparaît de nos jours comme une évidence, on oublie souvent à quel point cette dernière est moderne – on a fêté ses cinquante ans en 2018 – et à quel point les cartes des fonds marins ont joué un rôle essentiel dans sa démonstration.

Partir en expédition en mer permet de rendre bien plus concrète cette théorie. Pour les explorateurs novices qui écrivent aujourd’hui, c’est aussi l’occasion de participer à une grande aventure humaine et scientifique qui nourrit bien sûr les buts de la mission, mais également leurs propres travaux de recherche, bien au-delà de la géologie marine.

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L’histoire mouvementée des mouvements de plaques tectoniques

Dès le milieu du XIXe siècle, la première carte de l’océan Atlantique voit le jour grâce aux mesures bathymétriques réalisées par sondage au fil de plomb. À partir de là, l’exploration scientifique des fonds marins s’accélère grâce à plusieurs expéditions. L’une des plus connues, celle du HMS Challenger, écume les océans de 1872 à 1876 et découvre, au centre de l’océan Atlantique Nord, la plus formidable chaîne de volcans jamais rencontrée. Culminant à près de 3 000 mètres au-dessus des plaines abyssales étalées entre 5 000 mètres et 6 000 mètres de profondeur, cette ride volcanique s’étend à première vue du sud de l’Islande jusqu’aux Açores, et peut être même au-delà… La dorsale médio-atlantique est « née » !

Au XXe siècle, le développement de l’acoustique sous-marine révolutionne la cartographie des fonds marins et de nombreuses données sont acquises pendant la Seconde Guerre mondiale, avec l’obligation imposée par les alliés aux navires commerciaux de réaliser des relevés bathymétriques le long de leurs traversées.

À la fin du conflit, la dérive des continents n’en est pas moins encore considérée comme une théorie farfelue et largement controversée. Mais Marie Tharp et Bruce Heezen, de l’université de Columbia à New York, compilent un grand nombre de ces données pour cartographier plus précisément les fonds marins. Grâce à leurs connaissances en géologie, ils décrivent les principales caractéristiques de la croûte océanique, dévoilant la dorsale, les monts sous-marins et les failles de l’Atlantique Nord, puis dans la foulée, ceux de l’Atlantique central, de l’Atlantique Sud, du Pacifique et de l’océan Indien.

À partir des années 50, on découvre l’étendue de la dorsale médio-océanique, encore inconnue dix ans auparavant, parcourant les océans sur plus de 65 000 kilomètres. Dans les abysses, les fonds océaniques sont renouvelés en continu par des volcans sous-marins, qui « poussent » les continents dans leur dérive. Les dorsales jouent un rôle clé dans la théorie émergente de la tectonique des plaques : une révolution scientifique est en marche.

Tout ça, Kristel et Alexandre l’ont appris dans des livres, pendant leurs cours de géodynamique, ils en ont vu et revu les preuves des milliers de fois – par exemple en mesurant depuis l’espace l’écartement entre Paris et New York, qui augmente de quelques centimètres chaque année… Pour eux, tout ça était resté quelque chose de… très théorique.

La tectonique en direct à bord du Pourquoi pas ?

Et là, ça y est, Kristel et Alexandre y sont, au fond de l’océan, pour la première fois. L’émotion qui les parcoure, chaque soir au moment de la plongée, a quelque chose d’indicible : ils vont enfin voir, pour de « vrai », les fonds marins.

Au cours de la plongée, pendant que les pilotes guident Victor, le robot sous-marin, dans ses aventures, l’équipe scientifique observe tout très consciencieusement en tentant d’interpréter les paysages sous-marins. S’il est très complexe d’observer la forme des fonds marins depuis l’espace, les explorer à la loupe, avec Victor, le robot de l’expédition, en offre une vision bien plus détaillée, avec une résolution sans précédent.

Un monde fascinant défile sur les écrans : des basaltes « en coussin », comme dans les livres, posés au fond de l’océan, le manteau terrestre qui affleure, plein de fer oxydé, formant ces roches vertes qu’on appelle les serpentines, une multitude de failles, qui torturent la croûte océanique et créent la topographie, des montagnes, des vallées sous-marines, et, à plus de 3 000 mètres de profondeur, de vastes plaines désertiques faites de sédiments que l’on traverse à toute vitesse (presque 1 mille nautique par heure, soit près de 2 kilomètres/heure).

On se lasse difficilement d’explorer les fonds marins. Et même à 4h du matin, quand tout est calme à bord, l’équipe reste concentrée car Victor peut dévoiler à tout moment un de ces fumeurs noirs, avec son écosystème extrême à sa base et son cimetière de cheminées hydrothermales. Car tout à coup, au détour d’une vallée ou au sommet d’une colline, peut aussi surgir une de ces oasis de vie autour d’une source chaude diffuse. Alors, dans le poste de contrôle de Victor, devant l’écran de la caméra, il faut se pincer pour le croire !

Nos journées sont rythmées par les « quarts »

Au petit matin, Victor émerge de l’eau après sa longue plongée, les paniers chargés de roches prélevées au fond des océans, qui maintenant, sont bel et bien réelles. Les équipes se croisent. Sur le pont arrière, Kristel a pris l’habitude de venir voir Victor, le robot, remonter à bord à la fin de son quart de nuit, le 4-8, avant de manger un peu et filer dormir.

Pour Alexandre au contraire, le travail commence : durant son quart du matin, le 8-12, il sort les échantillons des paniers un par un, pendant que le reste de l’équipe les numérote, les mesure, les photographie et les pèse. Il y en a des gros, des petits, des moches, des biscornus… Mais avec la croûte d’oxyde de manganèse qui s’est déposée au fil du temps, tout se ressemble un peu, et c’est pratiquement impossible de vraiment savoir à quel type de roche on a affaire.

En fait, c’est tant mieux, parce que, quand on les découpe avec la scie diamantée, c’est un peu comme si on les sortait de leur paquet cadeau. Elles se découvrent et leur intérieur révèle alors ses couleurs, nuancées de verts, de noir, de gris plus ou moins profonds, de marrons allant de l’ocre au caramel en passant par le chocolat, parfois teintées de bleu et de rouge. Il y a des basaltes en coussin, un rare gabbro (entre un basalte et un granite), une péridotite (la roche “mère” du manteau terrestre) plus ou moins hydratée, des serpentines, des calcaires récifaux, des sulfates, des fossiles de bivalves, des coraux d’eau froide…

Scier tous ces échantillons peut s’avérer un vrai défi, surtout quand la mer est forte et que le bateau tangue ! Ensuite, il faudra nettoyer le pont, décrire les échantillons, les photographier à nouveau, les inventorier, décider qui de l’équipe scientifique repartira avec quoi et fera quelle analyse. Avec ces roches, une multitude d’études scientifiques s’ouvre à nous. Pour Alexandre, ce sera l’analyse des roches provenant des failles sous-marines avec les machines qu’il a construites dans son laboratoire, à Paris.

Après le déjeuner, tout le monde se retrouve dans la salle de conférence, où les chefs de mission expliquent la suite des opérations et où l’équipe découvre et discute des trouvailles des uns et des autres. Et oui, il y a toujours quelqu’un qui travaille sur le Pourquoi Pas ? !

Puis, c’est déjà l’heure du 4-8 de l’après-midi. En général, Kristel le passe à décortiquer les données de température rapportées par Victor pour essayer de détecter si le robot a croisé au fond de l’océan des zones où la température serait légèrement plus élevée, ce qui pourrait nous indiquer le chemin vers des sites hydrothermaux encore inconnus. Son quart du soir, Alexandre le passera les yeux à nouveau rivés sur les images envoyées par Victor, à explorer les sites qui ont été retenus et y ramasser des échantillons, souvent distrait par une des nombreuses curiosités, géologiques ou pas, que l’on peut croiser au fond.

L’apport de la mission à nos sujets de recherche « à terre »

À bord, les journées se suivent mais ne se ressemblent heureusement pas toutes. Parfois, nous sommes « hors quart » et ce n’est pas pour se prélasser au soleil sur le pont avant, mais pour aider à préparer les sismomètres qui seront déployés sur le plancher océanique. Nous vissons, dévissons, revissons, testons l’électronique, installons les systèmes de largage du lest et des instruments. Heureusement, Simon, le scientifique en charge des sismomètres, nous a formés. Car bien que nous ayons tous les deux l’habitude d’étudier des données sismologiques, la manipulation de ces instruments était bien loin de nos compétences en arrivant. D’ailleurs, les discussions vont bon train sur la coursive en effervescence : ces sismomètres, couplés avec des capteurs de pression de l’eau et de courant marin, nous intriguent… Car nous nous intéressons ensemble depuis longtemps au lien potentiel entre le déclenchement des séismes et les charges de marées. Si ce lien existe en surface, ne pourrait-on pas aussi l’observer au fond des mers ?

Un mois en mer à explorer les fonds marins est une expérience scientifique et humaine incroyable. Ce voyage aura été une occasion unique d’approfondir notre compréhension du système Terre. Pour Kristel et Alexandre, chercheurs spécialistes d’autres domaines des géosciences, la géologie marine était un monde nouveau, et ils auront aidé comme ils le pouvaient au bon déroulement de la mission. Ils en auront aussi profité pour améliorer leur revers au ping-pong en jouant avec les membres de l’équipage et trouver un souffle d’inspiration nouveau pour leurs futurs travaux de recherche. Si l’opportunité se représente, ils reprendront le large, c’est certain !

La version originale de cet article a été publiée sur La Conversation, un site d'actualités à but non lucratif dédié au partage d'idées entre experts universitaires et grand public.

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Kristel Chanard a reçu des financements du CNRS et du CNES.

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