Mon endroit préféré au monde n’est pas un endroit fixe. C’est la résolution JOIDESun navire de recherche financé à l’échelle internationale qui a passé sa vie utile en mouvement constant, des profondeurs de l’Antarctique jusqu’aux hautes altitudes de l’Arctique.
Depuis 1985, les expéditions scientifiques menées dans ce laboratoire océanique unique en son genre ont foré 370 kilomètres de profondeur. carottes de sédiments et de roches— de longs échantillons cylindriques qui offrent une vue unique sur le fond des océans. Les carottes proviennent de milliers d’endroits différents, ce qui permet aux scientifiques de nombreuses universités du monde entier d’étudier les changements au sein de la Terre.
Ils offrent également une fenêtre sur l’histoire de notre planète. Les fonds marins abritent une bibliothèque géologique qui documente des millions d’années de changement climatique et d’évolution.
Malheureusement, le JOIDES Resolution, également connu sous le nom de JR, a peut-être navigué pour la dernière fois. Le 2 août 2024, il a accosté à Amsterdam, sans aucune solution claire pour réunir les 72 millions de dollars par an nécessaires à son fonctionnement. La majeure partie de ce financement provient de la National Science Foundation américaine, qui a annoncé en 2023 qu’elle allait financer le projet. ne financerait pas le JR au-delà de 2024 parce que les contributions des partenaires internationaux ne suffisaient pas à faire face à la hausse des coûts. Les équipages ont commencé retirer le matériel scientifique du navire.
La National Science Foundation a annoncé qu’elle soutiendrait les recherches en cours utilisant des échantillons de carottes existants et qu’elle travaillerait avec des scientifiques pour planifier l’avenir du forage scientifique dans les océans. Mais pour moi et de nombreux autres scientifiques, le coût d’exploitation du JR est dérisoire par rapport aux dégâts causés par un seul tremblement de terre de grande ampleur, comme celui de Tohuku-Oki au Japon en 2011. estimé à 220 milliards de dollars—ou le des milliers de milliards de dollars des dommages résultant du changement climatique. Les recherches sur les carottes océaniques aident les scientifiques à comprendre des événements comme ceux-ci afin que les sociétés puissent planifier l’avenir.
Un laboratoire flottant
Aucun autre navire n’a les capacités du JR. Le navire est 469 pieds (143 mètres) de long—50% plus long qu’un terrain de football. Il a plus de 8 kilomètres de tiges de forage qui relie le navire au fond marin et aux couches situées en dessous, lui permettant de remonter des échantillons de carottes du sous-marin jusqu’au navire.
Les JR système de positionnement dynamique lui permet de rester exactement au même endroit pendant des jours ou des semaines. Seuls deux autres navires au monde ont cette capacité : le Chikyuun navire plus grand exploité par le Japon dans les eaux japonaises, et un nouveau navire de forage chinois appelé le Mengxiang.
J’ai passé huit expéditions de deux mois sur le JOIDES Resolution, principalement à des latitudes élevées près des pôles pour explorer les climats du passé. Chaque expédition était composée d’environ 60 scientifiques et techniciens et de 65 membres d’équipage. Une fois le navire quitté le port, les opérations se déroulaient 24 heures sur 24, tous les jours. Nous travaillions tous par équipes de 12 heures.
Des décennies de forage océanique ont aidé les scientifiques à comprendre l’histoire et le comportement des calottes glaciaires de l’Antarctique. La perte de la banquise est l’un des principaux facteurs de l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale.
Ces voyages pouvaient être éprouvants, mais en général, l’excitation des découvertes nouvelles et souvent inattendues et la camaraderie avec les autres participants faisaient passer le temps plus vite.
Des aperçus des expéditions JR
Dès les années 1960, les géologues ont commencé à comprendre que les continents et les océans de la Terre n’étaient pas statiques. Au contraire, ils faisaient partie d’un ensemble plaques mobiles Au sein de la croûte terrestre et du manteau supérieur. Le mouvement des plaques, en particulier là où elles entrent en collision les unes avec les autres, crée des tremblements de terre et des volcans.
Les carottes de sédiments marins peuvent pénétrer un mile ou plus Les roches volcaniques sont enfouies dans la croûte terrestre. Elles offrent la seule possibilité d’étudier les changements continus dans les interactions entre les plaques tectoniques, d’étudier le climat et l’évolution marine et d’explorer les limites de la vie terrestre. Voici quatre domaines dans lesquels les détails de ces processus ont commencé à émerger :
Création de plaques tectoniques
Croûte océanique est fondamentalement différent de la croûte qui se trouve sous les continents. Lorsque j’en ai entendu parler pour la première fois dans les années 1970, le modèle de sa formation et de sa structure était simple :
—La lave s’est élevée des chambres magmatiques situées sous les chaînes de volcans du fond marin, appelées dorsales océaniques.
—Il s’est déversé sur le fond marin, créant une roche volcanique sombre, souvent vitreuse, appelée basalte.
—Dans la chambre magmatique plus profonde et qui se refroidit lentement, des minéraux cristallins se sont formés, créant des roches avec une texture similaire au granit.
Les techniciens décrivent ce que c’est que de travailler avec les chercheurs sur le JOIDES Resolution.
—Au fil des millions d’années, cette nouvelle croûte s’est éloignée des crêtes, devenant plus froide et plus dense.
Mais les carottes récupérées par la résolution JOIDES, ainsi que les études utilisant robots sous-marins appelés submersiblesont révélé que cette vision était inexacte. Par exemple, ils ont montré que l’eau de mer circule à travers la croûte, modifiant sa composition et la chimie de l’eau de mer elle-même.
Des études de base ont également montré que le manteau terrestre, une fondation que l’on pense se trouver profondément sous la surface, se déplace sur des zones de failles géantes, jusqu’alors inconnues, et s’étend vers le haut. à la surface de la croûte océanique. Le manteau peut fournir des indices sur les origines de la vie.
Ces découvertes ont changé la compréhension fondamentale des scientifiques sur la structure de notre planète.
Enregistrements climatiques dans la croûte océanique
Je m’intéresse particulièrement aux sédiments qui s’accumulent sur la croûte océanique. Ces dépôts contiennent de minuscules microfossiles de plancton, notamment des organismes tels que diatomées et coccolithophores qui vivent sur ou près de la surface de l’océan. Comme ils effectuent la photosynthèseils absorbent le dioxyde de carbone de l’atmosphère et produisent la moitié de tout l’oxygène que nous respirons.
Les types de plancton varient en fonction de la température et de la composition chimique de l’eau de mer. Lorsqu’ils meurent et tombent au fond de la mer, ils conservent un excellent enregistrement des climats passés. Les scientifiques les utilisent pour comprendre Comment le climat de la Terre s’est réchauffé et refroidi dans le passé.
Une autre source d’information est constituée par les sédiments qui tombent des icebergs en train de fondre. Les glaciers ramassent des roches lorsqu’ils s’écoulent sur la terre ferme. Lorsqu’ils atteignent la mer, des parties de ces roches se détachent pour former des icebergs. La glace fond lorsqu’elle est exposée à l’eau plus chaude de l’océan et les roches tombent au fond de la mer. dépôts rocheux dans les sédiments sont un enregistrement des transitions passées entre les climats chauds et froids.
Destruction et recyclage des plaques
La majeure partie de l’océan Pacifique et certaines régions de l’océan Atlantique se trouvent sur des zones appelées marges convergentesoù les plaques tectoniques s’entrechoquent. Ce processus force une partie de la croûte océanique et des sédiments à s’enfoncer dans la Terre, où ils fondent et finissent par être recyclés en une nouvelle croûte, souvent sous forme de volcans.
Des failles géantes le long de ces marges peuvent créer d’énormes tremblements de terre, comme celui de 2011. Séisme de Tohoku-Oki au large de la côte est du Japon. Les carottes prélevées à proximité de ces failles aident les scientifiques comprendre les forces qui provoquent ces événements. Ils créent également des ouvertures dans lesquelles des instruments peuvent être insérés pour surveiller les futurs tremblements de terre.
Les carottes récupérées dans les zones de marges convergentes ont également commencé à révéler comment les volcans sont créés et comment ils modulent le changement climatique à long terme en produisant des émissions de dioxyde de carbone.
Les limites de la vie terrestre
À la fin des années 1970, de nouvelles formes exotiques de vie terrestre ont été découvertes dans l’océan Pacifique, dans des zones où la croûte océanique s’est formée. Aux limites des plaques, l’eau de mer froide s’infiltrait à travers des fissures dans la croûte. Là, elle était réchauffée par le magma chaud et projetée vers le haut par des ouvertures que les scientifiques ont baptisées sources hydrothermales.
L’eau chaude contenait des minéraux qui se refroidissaient au contact de l’eau de mer froide et durcissaient en structures semblables à des cheminées autour des évents. Des centaines de formes de vie, dont des microbes, des moules et des vers tubicoles, colonisé ces structuresprospérant à proximité de zones de pression intense et de températures pouvant atteindre 248 degrés Fahrenheit (120 degrés Celsius).
Le carottage JR a ensuite révélé d’autres formes de vie qui survivent dans les profondeurs du sous-sol de l’océan, dans des conditions de privation extrême d’oxygène et d’énergieLes scientifiques ne savent quasiment rien de la diversité de ces organismes, ni des stratégies métaboliques qu’ils utilisent pour survivre dans leur environnement difficile. Comprendre comment ils prospèrent pourrait éclairer les missions vers d’autres planètes, comme Encelade, la lune de Saturne, et Europe, la lune de Jupiter, qui possèdent des océans souterrains susceptibles d’abriter la vie.
Quelle est la prochaine étape pour le forage scientifique dans les océans ?
La National Science Foundation a créé un comité d’examiner les capacités que devrait avoir un nouveau navire de forage, et le Congrès peut fournir un financement pour des expéditions JR supplémentaires en 2025. Étant donné tout ce que les scientifiques ignorent encore sur l’histoire de la Terre et les défis auxquels l’humanité est confrontée pour s’adapter au changement climatique, mes collègues et moi-même espérons que le JOIDES Resolution pourra encore naviguer et qu’un nouveau navire finira par reprendre sa mission.
Cet article est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.