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Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Excursions et voyages

Les sites hydrothermaux des fonds marins peuvent être considérés comme une version sous-marine des sites du parc national du Yellowstone.

L'eau de mer froide située dans des fissures profondes est chauffée par le magma; elle devient bouillante et remonte vers le plancher océanique.
Au lieu de former une source chaude ou un geyser, comme au Yellowstone, les fluides chauffés remontent à la façon d'une montgolfière dans l'océan froid, et se refroidissent en se mélangeant avec l'eau de mer froide jusqu'à dispersion totale.

Les conditions favorables pour avoir des évents hydrothermaux sont rencontrées dans deux types d'environnements marins profonds, où le magma monte pour former une nouvelle croûte :
   - les dorsales océaniques (mid-ocean ridges)
   - les volcans d'arc insulaires (island arc volcanoes)

Les dorsales médio-océaniques sont des structures linéaires parcourant le fond des océans à l'endroit de divergence de deux plaques tectoniques; à ces endroits, une croûte océanique se crée.

Au niveau des arcs insulaires (vus précédemment), suite au phénomène de subduction, de la croûte retourne vers la manteau terrestre pour y être digérée.
fig1_600.jpg  Le cercle de feu sous-marin du Pacifique ( les limites des plaques tectoniques sont indiquées en noir)

Ces deux environnements forment le "cercle de feu sous-marin", entourant l'océan Pacifique.

On retrouve le même phénomène au niveau de la dorsale médio-atlantique.
Une équipe franco-portuguo-américaine a procédé à l'imagerie de la dorsale à l'aplomb du volcan Lucky strike, au sud des açores. Ce volcan sous-marin présente un vaste complexe hydrothermal de 1 km², situé à 1650 m. de profondeur.

Lucy-Strike--IPGP-CNRS.jpg
Segment de la dorsale médio-Atlantique au site Lucky Strike. Le contour fin noir est à 2000 mètres de profondeur, il délimite le volcan au centre de la vallée axiale et l'étoile bleue indique le champ hydrothermal. Les pointillés rouges indiquent les failles qui bordent la vallée axiale et les pointillés noirs celles qui délimitent le fossé central (rift). Le rectangle blanc indique la zone d'étude, les traits noirs les profils de sismique réflexion et les traits rouges l'emplacement de la chambre magmatique. - Document IPGP/ CNRS.

Cette étude a permis d'identifier et délimiter une chambre magmatique de 7 km. sur 4, située à 3 m. sous le volcan, ainsi que des failles atteignant en profondeur la chambre magmatique, ce qui permet les échanges thermiques.



Mid ocean ridge crest
                        Mid ocean ridge crest - Dorsale médio-océanique - Document NOAA.


Contrairement aux évents des arcs volcaniques, localisés bien souvent au sommet des édifices volcaniques, les champs hydrothermaux peuvent se trouver disséminés n'importe où sur la dorsale où il faut repérer un petit panache plutôt que son évent.
Comment trouver et localiser un petit panache dans un gigantesque océan ?

Le bateau de recherche navigue en suivant la dorsale, traînant dans son sillage les appareils de mesure. Ceux-ci sont continuellement descendus et remontés alternativement, créant une figure en dent de scie dans la mer.
dorsale océanique activeL'informatique couplée va créer une image bidimentionelle du panache sous-marin.


  Image courtesy of Submarine Ring of Fire 2002, NOAA/OER.

Une fois le panache détecté et localisé, la tâche est transférée aux engins d'exploration des fonds sous-marins : ils doivent trouver les évents et les communautés biologiques associées. On utilise différents types d'engins : des ROV (Remotely Operated vehicles), des AUV ( Autonomus Underwater Vehicles) ou des submersibles habités comme l'Alvin, dont la mission sera de cartographier les champs d'évents hydrothermaux et  récolter des échantillons chimiques, géologiques et biologiques.rovops_600.jpg


Système ROV relié au navire de surface par fibre optique.
Il peut communiquer avec un labo type ROPOS (Canadien),
commandé depuis le bateau et susceptible lui d'atteindre des
profondeurs allant jusqu'à 5.000 m.
Le ROPOS est équipé de 2 caméras, de 2 bras préhensiles,
d'un aspirateur et de compartiments de stockage d'échantillons.
Toutes les données et images recueuillies sont ensuite
transmises  ou analysées à bord.













chemistry_600.jpg        Une notion de chimie sous-marine au niveau d'une dorsale océanique - Document NOAA.

Le volcanisme au niveau des dorsales a un rôle majeur dans le maintien de la composition chimique des océans. La chaleur du magma génère la convection de l'eau de mer au travers de la croûte terrestre et son enrichissement en minéraux au passage.
Certains métaux voient leur concentration multipliée par un million dans les fluides hydrothermaux par rapport à celle de l'eau de mer "normale".
Des éléments, comme l'hélium primordial (l'isotope stable 3), présent lors de la formation de la Terre, continue à transpirer du manteau grâce aux évents de la dorsale, avant d'entrer dans l'atmosphère avec la remontée des eaux profondes.


Bien que pouvant ne se développer que sur une zone limitée du plancher océanique, l'hydrothermalisme influence la totalité des océans et est le support de communautés biologiques qui constitueraient la niche écologique terrestre primitive. On est surpris de découvrir des évents dans des endroits inattendus, de trouver des composés chimiques non prévus, et de cataloguer de nouvelles espèces.
Cette recherche difficile effectuée en milieu extrême est d'autant plus valorisante qu'elle nous permet de comprendre les mécanismes de base régissant notre planète.

Sources :
- NOAA - Exploring for hydrothermal systems in the deep ocean.
- IPGP/CNRS : Institut de Physique du Globe de Paris
  article sur Futura-Sciences
     http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/decouverte-dune-chambre-magmatique-sous-la-dorsale-   medio-atlantique_9551/

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