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JOIDES Resolution : un laboratoire au-dessus du Hess Deep !

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Séance d’échantillonage autour des demi-carottes W, parties sur lesquelles les scientifiques peuvent travailler. © Jean-Luc Berenguer

Au rift du Hess Deep, les forages ont repris. Le puits de forage a été cimenté avec succès. Depuis, une dizaine de mètres de gabbros ont pu être récoltés. Jean-Luc Berenguer, enseignant français de SVT, nous explique comment ces échantillons sont analysés et archivés à bord du JOIDES Resolution. Découvrons, en images, le travail des scientifiques.

Au rift du Hess Deep, zone de convergence de trois plaques tectoniques du Pacifique, le navire de forage JOIDES Resolution utilise ses 12 propulseurs pour rester en position au-dessus du puits : il doit en effet rester d'aplomb. Si le navire venait à s'écarter de plus de 150 m, son train de forage ne résisterait pas. À bord, les scientifiques, techniciens et membres de l'équipage collaborent pour effectuer le meilleur carottage de la couche de gabbro, constituant principal de la croûte océanique inférieure.

Après les premiers carottages, les géologues avaient finalement décidé de cimenter le puits. En effet, la croûte océanique supérieure est jeune (1 million d’années), ce qui rend la base de forage instable. Il aura ainsi fallu cimenter trois fois le puits pour que ses parois soient suffisamment solides. Finalement, la mission est un succès, le puits est stable et les forages ont pu reprendre. Bilan : le dernier forage a atteint une profondeur de 111 m en-dessous du plancher océanique. Avec un taux de recouvrement de près de 10 %, il reste une dizaine de mètres de roche à étudier. Si cela semble moindre, c'est pourtant satisfaisant pour une matière dure comme le gabbro.

L'entrée du puits U14215 J avec son cône, sous 4.850 mètres d’eau. © IODP

Lorsqu'une carotte de roche arrive sur le pont, le rituel est immuable. « On assiste au même ballet des techniciens. Les roches sortent de leur étui de fer protecteur (le core barrel). On les dispose dans leur nouvel écrin : un tube cylindrique en plastique qui constituera la coque de la carotte », détaille Jean-Luc BerenguerUne des toutes premières actions, méticuleusement menée par les techniciens, est de bien orienter les roches dans cette enveloppe.

Les analyses de la carotte à bord du navire JOIDES Resolution

Le bateau est un laboratoire ambulant. Sitôt les carottes extraites, elles partent à l'étude. Elles feront alors l'objet de mesures et d'observations par les scientifiques et techniciens à bord. Pour cela, le navire dispose de vastes espaces équipés d'appareils complexes et très performants. Par ailleurs, le programme IODP a élaboré une procédure d'étude propre à cette mission, dont la première étape consiste à archiver tous les échantillons.

Les roches les plus superficielles sont vers l’embout bleu, les plus profondes vers l’embout transparent. © Jean-Luc Berenguer

Les échantillons subissent ensuite une batterie de mesures physiques« Il s'agit d'évaluer, à l'aide d'appareils de mesure automatisés, la densité, le magnétisme des roches contenues dans les carottes ainsi que la mesure de la célérité des ondes sismiques dans ces mêmes roches », explique Jean-Luc Berenguer. Les données recueillies sont intégrées dans les bases de données informatiques du navire.

Les roches des carottes sont coupées en deux parties symétriques. À l'aide de scies spéciales, deux demi-carottes similaires sont obtenues. L'une est classée « A » (pour archive), l'autre « W » (pour working, travail en français). Cette carotte A est par la suite stockée sur le bateau, puis acheminée vers un centre de stockage au Texas, qui regroupe toutes les carottes prélevées dans l'est du Pacifique. Il y a aussi un centre à Brême, en Allemagne et à Kochi, au Japon.

Voici le vaste « Core lab » à bord du JOIDES Resolution. © Jean-Luc Berenguer

La carotte W, source d'informations sur les roches primitives ?

La carotte W est celle sur laquelle les scientifiques peuvent prélever leurs échantillons. Les roches sont photographiées, observées avec soin à la loupe et identifiées : gabbros, troctolites, schistes verts pour le nom des roches ; olivine, plagioclases, pyroxènes pour leurs minéraux constitutifs.

Chaque domaine scientifique a des besoins d'échantillons spécifiques : les pétrologistes utilisent des lames minces pour étudier les minéraux de manière détaillée ; les paléomagnéticiens se basent sur de petits cubes pour évaluer le champ magnétique enregistré dans les roches ; les physiciens ont des mesures complémentaires à réaliser comme la porosité ou la conductivité des roches ; enfin, les géochimistes traquent les éléments dans de fines poudres de roche.

Variations des propriétés physiques des roches dans les carottes. De gauche à droite : l'émission de rayons gamma, la résistance, la densité et la porosité de la roche en fonction de la profondeur. © IODP

« Mais les roches sont précieuses, il faut choisir les échantillons avec soin : on argumente autour des tables afin d'optimiser l'échantillonnage », raconte Jean-Luc Berenguer. Les chercheurs vont donc se relayer pour étudier les échantillons dans tous les champs scientifiques représentés. Ils auront, après l'expédition, la primeur de ce matériel exceptionnel, pendant une année.

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