En image : au rift du Hess Deep, la mission de forage démarre !

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Le JOIDES Resolution est arrivé au rift du Hess Deep ! La mission de forage du plancher océanique va pouvoir démarrer. Il faut d’abord échographier le plancher océanique afin de déterminer le meilleur emplacement pour l'équipement du carottage. Jean-Luc Berenguer explique en détail à Futura-Sciences comment les scientifiques conduisent la mission.

Le 26 décembre 2012, à l'heure où les Français se remettaient de la fête de Noël, le JOIDES Resolution est arrivé au rift du Hess Deep, dans l’océan Pacifique. Ça y est, la mission Hess Deep Plutonic Crust peut commencer. L'objectif de l'expédition est de forer le plancher océanique pour atteindre les roches magmatiques primitives de la croûte océanique inférieure du Pacifique. Mais avant d'entreprendre le carottage, les scientifiques à bord doivent déterminer avec précision les endroits où ils pourront installer des puits de forage stables. Il leur faut pour cela affiner les connaissances sur la nature du plancher océanique et en particulier de la couverture sédimentaire.

Modèle simplifié du rift du Hess Deep. La couche blanche non rayée représente la croûte océanique inférieure (et donc le gabbro). Sur la droite de l'image, le forage depuis le JOIDES Resolution. Les scientifiques cherchent une surface relativement plane pour forer au niveau de la pente du récif pour atteindre les gabbros. © Jean-Luc Berenguer

Pourquoi tant d’intérêt pour les sédiments si la mission cherche à atteindre les gabbros, ces roches magmatiques sous-jacentes ? « Les gabbros sont habituellement recouverts par les basaltes et dolérites de la croûte océanique, explique Jean-Luc Berenguer. Ces roches sont donc particulièrement difficiles à atteindre, puisqu'il faudrait creuser près de 1.500 m de roches volcaniques très dures avant de les atteindre. Le rift du Hess Deep, à la faveur de failles normales, met à jour des gabbros. »

La bathymétrie du rift. L'image du haut montre la représentation en 3D du rift du Hess Deep, et l'image du bas la bathymétrie du sol le long de la coupe (trait blanc sur l'image du haut). Dans cette zone, les scientifiques cherchent à atteindre les roches magmatiques primitives de la croûte océanique inférieure du Pacifique. © Google Earth, IODP

Échographier le plancher du Hess Deep avec la sismique réflexion

Il s'agit donc de forer sur l'un des flancs du rift. Toutefois, une bonne assise pour le dispositif de carottage nécessite une zone stable, c'est-à-dire relativement plane et recouverte de sédiments. Le cône d’entrée du carottage requiert en effet une base d’environ 30 m de sédiments. La première étape de la mission consistera donc à échographier le site, puis à opérer des « puits pilotes » permettant aux foreurs de préparer au mieux les puits définitifs.

Le cône d'entrée du foret utilisé. Il faut trouver une surface relativement plane de façon à fixer les deux bras du cône d'entrée. Une base de 30 m de sédiments est requise. © IODP

Les scientifiques s'apprêtent ainsi à scanner les premières couches du plancher océanique à l’aide de la sismique réflexion. Comment ce système fonctionne-t-il ? « Des ondes sont générées par un dispositif descendu sur le plancher de l’océan, explique Jean-Luc Berenguer. Ces ondes émises sont réfléchies dès qu’elles rencontrent des milieux différents sur leur chemin. On récupère ces ondes à l’aide de capteurs installés au niveau du navire. On peut ainsi visualiser des unités physiques distinctes séparées par des surfaces réfléchissantes appelées réflecteurs. »

Le dispositif émetteur d’ondes est descendu le long de la rampe jusqu’au plancher océanique. Il permet de mieux visualiser la nature des couches du plancher océanique. © Jean-Luc Berenguer

Choix de l'emplacement des puits dans le Hess Deep

Les scientifiques interpréteront par la suite la nature des unités physiques. La vitesse des ondes varie en fonction du milieu qu'elles rencontrent. Dans les sédiments, l'onde émise se propage à 2.000 m/s. Ainsi, si par exemple dans l'enregistrement, un double temps de 0,02 s est identifié dans une couche de sédiments, on peut en déduire que l'épaisseur de la couche est d'environ 20 m.

Identification des temps d’arrivée des ondes et construction du profil de sismique. Une étape clé pour choisir l’emplacement des puits. © Jean-Luc Berenguer

« À partir de ces éléments, la décision sera prise de choisir un emplacement pour pratiquer le puits pilote. C'est une décision importante », explique Jean-Luc Berenguer. La suite de la mission dépendra du succès de ces premières opérations sur les puits pilotes. Mission à suivre donc.

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