Les cités englouties

C’est la fin de l’été 1948 et l’Albatross, un navire océanographique suédois, remonte tranquillement la mer Rouge. Il termine un tour du monde de plus d’un an, pendant lequel l’équipage a réalisé deux prouesses: les premières mesures sismiques de l’épaisseur des sédiments marins, et le forage de carottes de 20 mètres au fond de l’océan. Au large de Djeddah, on remonte quelques derniers échantillons d’eau de mer. Bizarre: à 600 mètres de profondeur l’eau est très salée, et bien plus chaude qu’en surface. Plus salée, ça se comprend: il fait chaud, l’évaporation en surface est forte, l’eau salée coule au fond… mais elle devrait quand même se refroidir ! Malheureusement, le géochimiste de l’expédition n’est plus à bord: il a débarqué aux Seychelles pour rejoindre au plus vite sa fiancée en Angleterre. Du coup, on laisse tomber, et les analyses plus poussées attendront.

Petits pas vers les grands fonds

Elles vont même attendre longtemps: en 1964, au même endroit, le navire britannique Discovery remonte de l’eau à 44°C. En 1965 l’équipe américaine de l’Atlantis II remonte un échantillon de vase noirâtre, visqueuse… à 56°C ! Puis d’autres expéditions multiplient les récoltes de sédiments aux abords immédiats des dorsales océaniques. Stupéfaction à bord: d’habitude c’est tout noir, et là ils brillent de mille feux ! Tellement riches en cuivre, zinc, manganèse ou fer qu’ils sont « plus colorées qu’un tapis mexicain ».

Or au milieu des années 60, les pièces du puzzle qu’est la tectonique des plaques sont presque toutes en place: en particulier, on sait que le plancher océanique est créé et s’écarte au niveau des rifts que marquent les dorsales, ces immenses chaînes montagneuses qui balafrent le milieu des océans. Voilà qui colle bien avec ce qu’avait mesuré l’Albatross: plus on s’éloigne de la dorsale, plus le plancher est vieux, donc plus sa couverture de sédiments est épaisse. La mer Rouge aussi est un rift, même s’il est récent [1], et donc l’amincissement de la croûte se traduit par une arrivée de chaleur venue des profondeurs. Bref, en 1968, la théorie est au point. Mais sous l’eau, c’est la décennie suivante qui va être décisive.

Comment expliquer qu’on ait trouvé ces minéraux tout irisés ? Les volcans des dorsales produisent du basalte, et le basalte c’est banal et noir. Pour faire apparaître des cristaux métallisés, il faut des réactions chimiques… et celles-ci nécessitent de l’eau, et de la chaleur. Le mécanisme est tout trouvé: l’eau de mer s’infiltre dans les fissures, se réchauffe en profondeur, réagit avec les minéraux des roches, et doit bien ressortir quelque part. C’est le même principe que les sources chaudes d’Islande ou de Yellowstone… est-ce qu’on peut imaginer observer ces geysers sous-marins ?

Treize photos

Au début des années 70, quelques expéditions préliminaires se mettent en place. L’US Navy, qui vient de perdre un sous-marin nucléaire, a développé de nouveaux instruments de mesure autonomes. Aux Açores, l’expédition franco-américaine Famous a envoyé pour la première fois des scientifiques visiter une dorsale en sous-marin (et ils ont bien failli rester coincés dans une crevasse). Et finalement, les Américains décident de tout miser sur le site (symbolique s’il en est) de la ride des Galápagos. Début 1977 tout est prêt sur place: les instruments de l’US Navy, le sous-marin, les océanographes, les sédimentologues, les géophysiciens, les géochimistes. Première plongée: en douze heures, le submersible autonome Angus balaie 16 kilomètres de fond et prend 3000 photos qu’il faut développer et éplucher. Trois mille photos d’un fond marin noir, morne, et inerte… sauf 13 d’entre elles.

Sur les treize photos qui coïncident avec une toute petite anomalie de température, on voit aussi un curieux cimetière de grosses coquilles blanches. Vides, sans aucun doute: rien ne peut vivre à des profondeurs pareilles, dans le noir complet et à une pression de 250 atmosphères. Le 17 février à l’aube, les géologues embarquent dans le sous-marin Alvin pour retrouver le panache d’eau chaude. Et il est bien là: de l’eau trouble et chaude (enfin, à 20°C) baigne les fissures du basalte, réchauffée par le magma tout proche. Ce qui n’était pas prévu, c’est que les coquillages seraient bien vivants… et accompagnés de plein d’autres bestioles bizarres ! Mais l’équipage est bien incapable d’identifier ces étranges espèces: personne n’a pensé à inviter des biologistes. Alors on remonte bien quelques échantillons (à l’odeur d’œuf pourri)… mais faute de formol, il seront conservés dans les bouteilles de vodka trouvées à bord !

Les gros fumeurs

Bref, tout est (encore) à refaire ! Re-re-rebelote donc, deux ans plus tard. Cette fois-ci le sous-marin embarque non seulement des biologistes, mais aussi un nouveau bras articulé pour récupérer des échantillons, et le National Geographic fournit lumières et caméras. Les premiers plongeurs avaient parlé d’un « jardin d’Éden » et c’est bien le cas. Au pied des reliefs tourmentés du plancher basaltique, l’eau chaude accueille un foisonnement d’espèces, presque toutes jamais vues encore. Il y a les grosses palourdes blanches à la chair rouge sang. Rouges aussi, les vers de 2 mètres de long qui vivent cachés dans des tubes blancs. Des crabes aveugles et albinos. Des siphonophores oranges. Des anémones, des moules, des crevettes… tout un écosystème totalement inconnu, qui prospère dans ces conditions proprement extra-terrestres.

Par contre, de véritable geyser, point. Et l’eau est beaucoup moins chaude que celle de la mer Rouge… Les biologistes ont des étoiles de mer plein les yeux, mais cette fois ce sont les géologues qui restent sur leur soif. Deux mois plus tard, le sous-marin Alvin fait donc route vers le nord: au large de la Basse-Californie, une expédition française a repéré un autre terrain prometteur, avec des roches très riches en métaux. Et cette fois c’est la bonne: les plongeurs découvrent enfin ce qu’ils cherchaient ! Sur le fond basaltique se dresse un énorme édifice stalagmitique, dont l’embout crache un jet puissant, noir et trouble. Le submersible risque la catastrophe: sur une fausse manœuvre, la fragile cheminée s’écroule… L’embout plastique du thermomètre fond littéralement au contact de l’eau brûlante… et il s’en faut de peu que les hublots du sous-marin fassent de même. Une fois le thermomètre réparé pour la plongée suivante, le jet ascendant du « fumeur noir » est mesuré à… 350 °C !!

Un nouveau monde

Des milliers de « fumeurs noirs » à explorer, sur les milliers de volcans qui parsèment les dorsales océaniques: pour les minéralogistes, les géochimistes, les micro-biologistes, le travail ne fait que commencer. Du zinc, du fer, de l’argent, du plomb: les circulations d’eau brûlante dans le plancher océanique sont de véritables usines métallurgiques, elles contrôlent directement une grande partie du flux de chaleur évacué par la Terre et régulent la chimie des océans. Quant à toute la faune exotique qui peuple les monts hydrothermaux, elle réussit à survivre dans des conditions quasiment extraterrestres. C’est à peu près au même moment qu’on a découvert des organismes extrémophiles dans les geysers de Yellowstone… mais si à la surface il n’y a que des micro-organismes, au fond de l’océan même les animaux sont parvenus à s’adapter pour vivre en symbiose avec des bactéries, des archées ou des algues spécialisées dans les conditions infernales. Non contentes de supporter une pression et une température dantesques, elles sont capables d’utiliser le sulfure d’hydrogène expulsé par les geysers pour produire leur matière organique.

Trop profond, trop noir, trop salé, trop acide, trop soufré, trop bouillant: on ne devait rien y trouver que des cailloux, et c’est pourtant dans cet univers infernal qu’on cherche à présent les mécanismes possibles de l’apparition de la vie sur Terre. Un demi-siècle après leur découverte, les somptueux et fragiles édifices stalagmitiques des dorsales, et leurs grouillantes colonies extra-terrestres, sont désormais filmés en HD, mais on n’a pas fini de les étudier avec émerveillement : 

 


Aller plus loin

  • À explorer sans modération: l’extraordinaire mine de vidéos du programme océanographique Nautilus.
  • Le géochimiste amoureux de l’expédition Albatross, c’était Gustaf Arrhenius, petit-fils du prix Nobel de chimie Svante Arrhenius. Et sa fiancée: Jenny de Hevesy, la fille du prix Nobel de chimie George de Hevesy.
  • Comment fait-on pour mesurer l’épaisseur des sédiments marins avec des ondes sismiques ? Exactement comme une échographie: on fait un gros boum (avec un canon à air, par exemple), et on attend que les ondes acoustiques se réfléchissent à la base de la couche de sédiments. Malheureusement, tout ce bruit (c’est très efficace pour trouver du pétrole offshore) perturbe les communications longue distance entre cétacés.
  • Les interviews des responsables scientifiques des premières plongées aux Galápagos.


[1] Ce rift n’est autre que le prolongement du Grand Rift Africain, qui court de l’Éthiopie jusqu’au Mozambique, en passant par tous les grands lacs et les volcans est-africains, et qui tend à écarteler le continent africain en deux morceaux. ↑ 

 

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