Milieux extrêmes océaniques

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Milieuxextrêmesocéaniques

Yves Fouquet, Jean-Luc Charlou

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Site hydrothermal TAG – OcéanAtlantique

Profondeur : 3600 m – Température:360°C– pH : 3,5

©Ifremer / Campagne Exomar

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Questions scientifiques

Plusieurszonesdesgrandsfondsocéaniquespeuventêtreconsidéréescommedesmilieuxextrêmesterrestres.Milieuxextrêmesdupointdevuedesconditionsquiy

règnent,milieuxextrêmesdupointdevuedel'adaptationdelavie.Leszonesdesourceschaudessurlesdorsalesmédio-océaniquesetdesourcesfroidessurlesmarges

continentalessontdeslieuxspécifiquesdanslesquelsplusieursparamètressecombinentpourformerdesenvironnementsoriginauxdontlacompréhensionimpliquedes

étudesgéologiques,chimiques,biologiquesetmicrobiologiques.

Parmilescritèresquicaractérisentlesmilieuxextrêmesprofonds,onpeutciter:l'influencedelapressionetdelatempérature,l'absencedelumière,lavariabilitéde

compositiondesfluidesémisduplancherocéanique,l'influencedelatectoniqueetduvolcanismeprofond.

La pressiontrèsforte,variantde100à500bars,joueunrôleimportantsurlespropriétésphysiquesetchimiquesdel'eaudemer.Ellecontrôlelesréactionschimiques

auseindesrochesetdonnenaissanceàdesfluideshydrothermaux.Dessortiesdefluidessontconnuesdepuisdeszonessituéesàquelquescentainesdemètresjusqu'à

plus de 4000 m de profondeur.

Ledeuxièmeparamètreestlatempératuredesfluidesquipeutdépasser400°Csurlesvolcanssous-marins.Latempératuredesfluidesinfluencelesprocessus

géochimiquesetbiologiquesdansleszonesdesortiesdesfluides.

Dans ces environnements profonds, du fait de l'absencedelumière,lavienesedéveloppepasparphotosynthèse,maisparchimiosynthèse,lesélémentsnécessairesau

développementanimalbiologiqueetmicrobiologiquesontdesgaztelsqueH2, H2S, CH4et/oudesélémentsminérauxprésentsdanslesfluides.

L'actioncombinéedelapressionetdelatempérature,dansdesrochesdenaturevariée,donnenaissanceàdesfluidesdecompositionchimiquetrèsvariable(acidité,

teneurenmétaux,salinité,concentrationenoxygène…). Cesfluidesagissentsurl'environnementgéologique,contrôlentlanaturedesdépôtssulfurésetl'environnement

biologique et microbiologique.

Cesmilieuxextrêmessontdeszonessensiblespouvantsubirdeschangementsprofondsetrapidesdufaitdel'activitétectoniqueet/oumagmatique.Lesévénementset

épisodesvolcaniquesbrutauxentraînentdesmodificationsdecompositiondesfluides,desbouleversementsettransformationsdumondebiologiqueetmicrobiologique.

Lespériodesdestabilitésontàl'inversepropicesaudéveloppementbiologiqueetmicrobiologique.

Les questions scientifiques qui se posent sont nombreuses :

- Commentcesfluidessontgénérésdanslesprofondeursdelaterre?

- Quelle est l'importance de la tectonique pour le transfert des fluides ?

- Quelleestl'influencedelanaturedesrocheslessivéessurlacompositiondesfluides?

- Quelleestl'importancedeséchangesetdestransfertschimiquesgénérésparcesfluides?

- Commentlesbactériestirent-ellesleurénergiedescomposéschimiquescontenusdanslesfluides?

- Quelsmécanismesd'adaptationdéveloppentlesanimauxpours'installerdanscesmilieuxacides,richesenmétaux,surchauffésetappauvrisenoxygène?

- Jusqu'àquelleprofondeurdanslesrochespeut-onrencontreruneviebactérienne?

- Comment ces fluides transportent-ilslesmétauxpourlesconcentrersurleplancherocéanique?

- Lesmilieuxextrêmesmantelliques,pauvresenoxygène,reflètent-ilslesconditionsquirégnaientsurterreaumomentdel'apparitiondelavieilyaprèsde4milliards

d'années?

- Quepeuventapportercesmilieuxextrêmespourlacompréhensiondelaformationdesressourcesénergétiques,desressourcesminéralesetdelabiodiversitédes

grandsfondsocéaniques?

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ActionsmenéesaucoursdelacampagneSerpentine

Lesobservationsgéologiques,lesmesuresetprélèvementseffectuésaucoursdelacampagnepermettrontdemieuxpréciserlesmilieuxextrêmeshydrothermauxrésultant

de l'interaction entre l'eau de mer et les roches du manteau terrestre.

L'explorationdusiteAshadze,sitehydrothermalleplusprofondactuellementconnudanslesocéans(4200m),permettradepréciserlerôledelapressionetl'influence

desrochesmantelliquessurlesprocessusgéologiquesetbiologiquesdecesmilieuxextrêmes.

Onessaieraégalementdecomprendrepourquoidesdépôtsminérauxassociésauxrochesdumanteausontparmilesplusrichesencuivre,zincoretcobalt,etde

comprendrepourquoilesfluidessontlesplusrichesenfer,enhydrogènesetsontchargésd'hydrocarbures.

Durantlacampagne,desprélèvementsdefluides,derochesetd'animauxpermettrontdeprécisercesquestions.Deséchantillonsdefluides,solides,biologiquesseront

prélevésàl'aidedesbrasmanipulateursduVictor 6000.Ladistributiondecertainsélémentsetlesfluxdematièreémisdanslacolonned'eauserontétudiésàpartir

d'échantillonsd'eauxprélevésparbathysonde/rosette.

Desrochesserontrécupéréespardragagesetdescarottagespermettrontd'étudierlacouchesuperficiellecomposéederochesserpentiniséesaltéréeset/oudesédiments.

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