Catégorie : Science

Exploration des profondeurs océaniques // Ocean depth exploration

Depuis des siècles, l’humanité est fascinée par la mer, avec des explorateurs en quête de nouvelles terres et de nouvelles aventures. L’océan représente environ 71% de la surface de la Terre, et c’est le plus grand écosystème de la planète; il recèle 99% de tout l’espace habitable dans le monde. Cependant, on sait peu de choses sur le fond de nos océans, les abysses et les fosses où se déclenchent la plupart des séismes dévastateurs. En fait, nous avons une meilleure connaissance de la surface de la planète Mars ou de la Lune que des fonds marins.
Les cinq principaux bassins océaniques, Pacifique, Atlantique, Indien, Arctique et Austral, contiennent 94 % de la faune sur Terre et 97 % de toute l’eau de notre planète bleue. Malgré le rôle central joué dans l’équilibre de notre planète, nous avons bien du mal à percer les mystères des profondeurs océaniques. Jusqu’à récemment, seuls 5% des océans avaient été explorés et cartographiés par les humains.
Des progrès ont toutefois été réalisés et un article récent publié par la BBC nous apprend qu’aujourd’hui environ 25 % (23,4 % pour être exact) des fonds marins ont été cartographiés grâce à une initiative internationale, Seabed 2030. S’appuyant en grande partie des données bathymétriques aimablement fournies par les gouvernements, les entreprises et les instituts de recherche, le projet fait partie d’une initiative plus large dirigée par l’ONU et baptisée The Ocean Decade.

Seabed 2030 espère cartographier 100% du fond des océans d’ici 2030, ce qui, selon les chercheurs, reste possible grâce aux progrès de la technologie et à la collecte des données déjà disponibles. Au cours de la seule année écoulée, Seabed 2030 a ajouté des données océaniques correspondant à environ la taille de l’Europe. Il faut toutefois noter que ces progrès ont été largement réalisés grâce à des archives récemment ouvertes, plutôt que par des missions de cartographie sur le terrain.
Les scientifiques pensent que la collecte de nouvelles données bathymétriques permettra d’approfondir notre compréhension du changement climatique et de mieux préserver les océans. La cartographie des fonds marins permettra aussi de détecter les tsunamis et autres catastrophes naturelles.
Une grande partie des données utilisées par Seabed 2030 existaient déjà. Comme indiqué plus haut, le groupe s’appuie en grande partie sur les contributions des gouvernements et des entreprises, bien que certaines de ces entités hésitent encore à ouvrir complètement leurs archives de peur de divulguer des secrets nationaux ou commerciaux.
Toutes les données collectées par Seabed 2030 seront mises à la disposition du public en ligne sur le site GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans). Avant Seabed 2030, très peu de données concernant les fonds marins étaient disponibles pour un usage public. La plupart des mesures bathymétriques sont effectuées à l’aide de relevés d’altimètres satellitaires qui donnent une idée très approximative de la topographie des fonds marins. Certains scientifiques pensent que les efforts pour localiser l’épave du vol MH370 de Malaysia Airlines aurait été couronnés de succès si l’on avait utilisé des méthodes plus récentes et plus précises pour cartographier le fond de l’océan.
Jusqu’à ces dernières années, il était difficile de cartographier le fond des océans en raison d’un manque de technologie. Les techniques d’exploration océanique sont relativement nouvelles. Bien sûr, grâce aux satellites, nous pouvons cartographier les températures, les eaux et la couleur de la surface de l’océan (qui est un indicateur de la vie végétale), mais nous avons besoin d’une technologie beaucoup plus avancée pour cartographier les parties les plus profondes de nos océans où les conditions d’exploration deviennent extrêmes. La soi-disant «zone de lumière solaire» se termine à environ 200 mètres sous la surface, ce qui rend l’imagerie beaucoup plus délicate. De plus, la pression est extrêmement élevée. Autrement dit, il est plus facile d’envoyer une personne dans l’espace que d’aller au fond de l’océan !
Source : BBC.

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For centuries, humankind has been fascinated by the sea, exploring it and venturing towards the blue horizon in search of new land and adventures. Today, we know that the ocean makes up about 71% of the Earth’s surface, and it is the biggest ecosystem of the planet, holding 99% of all habitable space in the world. However, little is known about the bottom of our oceans, the abysses and the trenches where most of the devastating earthquakes are triggered. Actually, we have a better knowledge of the surface of Mars or the Moon than of the seafloor.

The five main ocean basins, the Pacific, Atlantic, Indian, Arctic and Southern Oceans contain 94% of the world’s wildlife and 97% of all the water on our blue planet. Despite the central role it obviously plays in our planet’s balance, we do not know much about its mysteries.

It might be shocking to find out, but until recently only 5% of the ocean had been explored and charted by humans.

Some progress has been made today and a recent article released by the BBC informs us that roughly 25 percent (23.4 percent to be exact) of the Earth’s sea floor has now been mapped, thanks to an international initiative known as Seabed 2030. Relying largely on voluntary contributions of bathymetric data by governments, companies and research institutions, the project is part of a larger UN-led initiative called The Ocean Decade. Seabed 2030 hopes to map 100 percent of the ocean floor by 2030, which researchers say will be possible thanks to advances in technology and corralling already available data. Over the past year alone, Seabed 2030 has added measurements of the oceans for roughly the size of Europe, primarily through newly opened archives, rather than active mapping efforts.

Scientists believe collecting more bathymetric data will help further our understanding of climate change and ocean preservation efforts. Ocean floor mapping also helps in the detection of tsunamis and other natural disasters.

As the BBC notes, much of the data used in Seabed 2030 already existed. The group largely relies on contributions from governments and companies, though some of these entities are still reluctant to completely open up their archives for fear of spilling national or trade secrets.

All the data that Seabed 2030 is collecting will be available to the public online on the GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans) global grid. Prior to Seabed 2030, very little directly measured ocean floor data was available for public use. Most bathymetric measurements are estimated using satellite altimeter readings, which give a very rough idea of the shape of the sea floor surface. Some scientists believe a global effort to locate the crash of Malaysia Airlines flight MH370 would have been better informed by newer, more precise methods to chart the ocean floor.

Up to now, it was difficult to map the ocean seafloor because of a lack of technology. Ocean exploration technology is relatively new. Of course, with satellites we can chart the ocean surface temperatures, waters and colour (which is an indicator of plant life), but we need much more advanced technology to map its deeper parts. Also, it is difficult to see in deep water.

Another reason for the relatively small amount of ocean we have explored is that, at great depths, exploration conditions become extreme. The so-called “sunlight zone” ends at about 200 meters below the surface, making imaging much trickier, and pressure is extremely high.

Basically, it is easier to send a person in space than it is to get the bottom of the ocean! I

Source: The BBC.

Prévision d’exploration océanique par la mission Ocean Exploration de la NOAA pour 2022 (Source: NOAA)

La Tara Polar Station, une station polaire bientôt dans l’Arctique

Avec l’intensification du réchauffement climatique et la fonte de la banquise, les pôles intéressent de plus en, plus les scientifiques. Dans plusieurs notes dont celle du 16 mars 2021, j’expliquais que Jean-Louis Etienne était en train de lancer officiellement sa prochaine expédition à bord du Polar Pod autour du continent antarctique.

De son côté, la Fondation Tara Océan a dévoilé la Tara Polar Station, dont la première expédition est prévue en 2025. Il s’agit d’un laboratoire dérivant qui permettra d’étudier et analyser la biodiversité en Arctique. Une autre mission de la station sera d’anticiper les conséquences du changement climatique sur l’ensemble de la planète.

Vue de l’extérieur, la Tara Polar Station ressemblera un peu à un igloo posé sur la glace de l’océan Arctique. Sa structure ovale présente une superficie de 400 m2 sur quatre niveaux. En réalité, la Tara Polar Station est un navire, doté d’un moteur alimenté en biocarburant afin de limiter son empreinte carbone. Sa construction doit débuter à l’automne 2022 et s’achever en 2024. Sa mise en service officielle est prévue en 2025. .

La Tara Polar Station restera dans l’Arctique tout au long de l’année, ce qui permettra aux scientifiques d’étudier la variation de la biodiversité d’une saison à l’autre, en particulier entre le dégel de la glace en automne et la prolifération d’algues au printemps.

La Tara Polar Station mesurera également les gaz à effet de serre ainsi que la pollution au plastique et aux hydrocarbures. En effet, comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises, l’Arctique se réchauffe environ deux fois plus vite que le reste de la planète.

Une autre mission de la Tara Polar Station sera de « prédire les bouleversements à venir, pour mieux s’y préparer ».

Toutes ces recherches seront menées sous pavillon français, dans le cadre de la « stratégie polaire française » dévoilée par l’Ambassadeur pour les pôles et les enjeux maritimes Olivier Poivre d’Arvor. Sur les 700 millions d’euros dédiée aux pôles et à la recherche scientifique jusqu’en 2030, 13 millions correspondent à l’investissement de l’État pour la Tara Polar Station.

L’équipage de la station sera constitué d’une douzaine de marins, scientifiques, techniciens de laboratoire, ingénieurs-mécaniciens et d’un médecin. Ils seront rejoints au cours de l’été par sept ou huit artistes et journalistes invités à bord.

Toutes les réparations devront être effectuées en autonomie, et l’ensemble des soins (traumatologie, gelures) seront assurés sur la station qui sera reliée en permanence à l’hôpital de Chamonix et à celui de Toulouse-Purpan. L’eau potable proviendra de la désalinisation de l’eau de mer.

La station polaire comptera aussi deux chiens pour la protection contre les ours lorsque les scientifiques devront s’aventurer hors de la station afin d’effectuer des mesures et des prélèvements.

Vous trouverez d’autres informations à propos de la mission de la Tara Polar Station en visitant le site Internet à cette adresse :

https://fondationtaraocean.org/goelette/tara-polar-station/

Vue d’artiste de la Tara Polar Station (Source: Fondation Tara Océan)

Formation des grands gisements de cuivre // Formation of major copper deposits

Un article paru sur le site de Futura Sciences nous apprend comment ce sont formés les grands gisements de cuivre dans le monde. Pour cela, il est fait référence à une nouvelle étude parue dans la revue Nature Communications Earth and Environment et qui nous explique les conditions nécessaires à la formation de tels gisements. On apprend qu’ils seraient associés à des éruptions ratées.

Le cuivre, en raison de ses propriétés thermiques et conductives, fait partie des métaux les plus utilisés de nos jours. Il n’est guère de semaine où la presse ne fait pas état de vols de dépôts de cuivre dont le prix ne cesse d’augmenter suite à l’importance de la demande. Cette hausse est loin d’être terminée car le cuivre représente un élément clé dans la transition énergétique voulue par de nombreux gouvernements. En effet, tous les systèmes électroniques et électriques présents dans les technologies « bas carbone » nécessitent, pour leur fabrication, de grandes quantités de cuivre.

Le secteur des transports est grand demandeur de cuivre, ce qui fait craindre une pénurie à l’horizon 2050, si aucune production secondaire issue du recyclage n’est mise en place à grande échelle.

Le cuivre se trouve à l’état naturel au sein des porphyres cuprifères. Ces dépôts sont formés par la circulation, au sein de la croûte terrestre, de fluides chauds produits lors du refroidissement des magmas. Le cuivre précipite à partir de ces fluides et se dépose sous la forme de porphyres entre 1 et 6 km de profondeur, à proximité des réservoirs magmatiques. L’étude précise que ce processus n’est pas instantané. Il faut des centaines de milliers d’années pour que ces dépôts se forment.

De récentes études ont permis de mieux définir les mécanismes de la genèse des porphyres cuprifères, mais également l’environnement tectonique et magmatique dans lequel ils se mettent en place. Ces dépôts semblent généralement associés à la production de magmas calco-alcalins caractéristiques d’arcs volcaniques qui se développent dans la croûte continentale au niveau de certaines zones de subduction.

Dans ce contexte, il apparaît que l’importance du dépôt de porphyre cuprifère va principalement dépendre de la quantité de fluide exsolvé par le magma qui va, elle-même, dépendre du volume de magma en train de refroidir. Cependant, l’accumulation de grandes quantités de magma dans la croûte ne garantit pas la formation de minerais de cuivre. D’autres paramètres entrent en jeu.

Dans la nouvelle étude mentionnée plus haut, des chercheurs se sont attelés à caractériser de manière plus précise les conditions permettant la formation de grands gisements de cuivre. Leurs résultats montrent que la formation des porphyres cuprifères est très dépendante du volume de magma, mais également de sa vitesse de transfert vers la croûte supérieure et le réservoir magmatique. La formation d’importants dépôts nécessite donc l’injection de grands volumes de magma avec une vitesse de remontée assez rapide, à un débit supérieur à 0,001 km3 par an.

Ce type de comportement magmatique est caractéristique des grandes éruptions qui surviennent habituellement en environnement de rift, de point chaud ou de subduction. Or, pour garantir la formation d’importants dépôts, il ne faut pas que ce système magmatique arrive jusqu’au stade de l’éruption. En effet, lorsqu’une éruption se produit, les fluides issus du magma et à partir desquels les porphyres cuprifères peuvent se former, vont être expulsés dans l’atmosphère au lieu de rester au sein de la croûte continentale.

Les auteurs de l’étude concluent donc que les plus abondants gisements de cuivre se forment lorsque ces grandes éruptions avortent. D’importants volumes de magma et de fluides restent ainsi stockés au sein de la croûte supérieure, ce qui permet la genèse de porphyre cuprifère. Ces nouvelles données vont permettre de mieux cibler les lieux de prospection, avec l’espoir de découvrir les nouveaux et vastes gisements de cuivre qui seront nécessaires à notre industrie dans un futur proche.

Vous trouverez l’article dans son intégralité en cliquant sur ce lien:

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/geologie-eruptions-ratees-sont-origine-importants-gisements-cuivre-98531/

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An article published on the Futura Sciences website tells us how the large copper deposits in the world are formed. For this, reference is made to a new study published in the journal Nature Communications Earth and Environment and which explains the necessary conditions to the formation of such deposits. We learn that they are probably associated with failed eruptions.
Copper, due to its thermal and conductive properties, is one of the most widely used metals today. There is hardly a week when the press does not report thefts of copper materials whose price keeps rising due to the importance of demand. This rise is far from over because copper represents a key element in the energy transition advocated by many governments. Indeed, all the electronic and electrical systems present in « low carbon » technologies require, for their manufacture, large quantities of copper.
The transport sector is a major copper user, which raises fears of a shortage by 2050, if no secondary production from recycling is implemented on a large scale.
Copper is found naturally in copper-bearing porphyries. These deposits are formed by the circulation, within Earth’s crust, of hot fluids produced during the cooling of magmas. Copper precipitates from these fluids and is deposited in the form of porphyries between 1 and 6 km deep, near magmatic reservoirs. The study specifies that this process is not instantaneous. It takes tens of hundreds of thousands of years for these deposits to form.
Recent studies have made it possible to better define the mechanisms of the genesis of copper-bearing porphyries, but also the tectonic and magmatic environment in which they are set up. These deposits seem generally associated with the production of calco-alkaline magmas characteristic of volcanic arcs which develop in the continental crust at certain subduction zones.
In this context, it appears that the importance of the copper porphyry deposit mainly depends on the quantity of fluid exsolved by the magma which will, itself, depend on the volume of magma in the cooling process. However, the accumulation of large amounts of magma in the crust does not guarantee the formation of copper ores. Other parameters come into play.
In the new study mentioned above, researchers set out to characterize more precisely the conditions allowing the formation of large copper deposits. Their results show that the formation of copper-bearing porphyries largely depends on the volume of magma, but also on its speed of transfer to the upper crust and the magmatic reservoir. The formation of large deposits therefore requires the injection of large volumes of magma with a fairly rapid ascent rate, at a rate greater than 0.001 km3 per year.
This type of magmatic behaviour is characteristic of large eruptions that usually occur in rift, hotspot, or subduction environments. However, to guarantee the formation of large deposits, this magmatic system must not reach the stage of eruption. Indeed, when an eruption occurs, the fluids from the magma and from which the copper-bearing porphyries can form, will be expelled into the atmosphere instead of remaining within the continental crust.
The authors of the study therefore conclude that the most abundant copper deposits are formed when these large eruptions abort. Large volumes of magma and fluids thus remain stored within the upper crust, which allows the genesis of copper-bearing porphyry. These new data will make it possible to better target prospecting sites, with the hope to discover the new and vast copper deposits that will be necessary for our industry in the near future.
You can find the article in its entirety (in French) by clicking on this link:

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/geologie-eruptions-ratees-sont-origine-importants-gisements-cuivre-98531/

Vue panoramique de la mine de cuivre de Chuquicamata, à 2 850 mètres d’altitude au Chili. Située à proximité de Calama, c’est en volume extrait la plus grande mine de cuivre à ciel ouvert au monde. La cavité géante mesure 4,5 kilomètres de long, 3,5 kilomètres de large, avec une profondeur de 850 mètres. Par la taille, c’est la deuxième mine à ciel ouvert la plus profonde au monde, après celle de Bingham Canyon dans l’Utah aux États-Unis. J’ai été particulièrement impressionné par la taille des camions et celle de leurs roues. Tout est gigantesque dans cette mine. (Photo: Wikipedia).

Exploration de la dorsale médio-atlantique // Exploring the Mid-Atlantic Ridge

L’Organisation des Nations Unies a mis en place des journées internationales. Ainsi, en juin 2022, il y a eu la journée des parents, de la bicyclette, de la langue russe… Vous trouverez la liste complète avec de lien: https://www.un.org/fr/observances/list-days-weeks

Le 8 juin 2022 était la Journée mondiale des océans, afin de mieux faire connaître l’immense masse d’eau salée qui couvre environ 71% de la surface de la Terre. Cependant, le plancher océanique reste l’un des endroits les plus mal connus de notre planète. Comme je le dis souvent, nous connaissons mieux la surface de Mars que les abysses de nos océans. Il est vrai que les couleurs des corps célestes sont plus fascinantes et font davantage rêver que l’obscurité complète des fonds marins.
De mai à août 2022, une mission d’exploration océanique de la NOAA – « Journey to the Ridge 2022 » (Voyage sur le Dorsale) – explorera une section mal connue de la dorsale médio-atlantique (DMA) au nord et autour des Açores. Ces neuf îles forment une région autonome du Portugal à la jointure des plaques nord-américaine, eurasienne et africaine. Les Açores sont l’expression du volcanisme de point chaud, bien qu’il diffère considérablement du point chaud observé à Hawaii.
Avec une longueur nord-sud de 16 100 km le long de l’Atlantique, la DMA est la plus longue chaîne de montagnes au monde et l’une des quatre principales dorsales qui donnent naissance à une nouvelle croûte océanique. De ce fait, la DMA est le site d’une activité volcanique et sismique intense. Dans certaines zones de la DMA, des bouches hydrothermales spectaculaires apparaissent souvent là où le magma fournit de la chaleur au cours de son ascension vers le fond marin.
Ces bouches, appelées aussi fumeurs noirs, servent d’habitat à de nombreuses communautés biologiques qui se développent grâce à des réactions chimiques qui remplacent la lumière du soleil. Cependant, on sait peu de choses sur la vie sur ces sites une fois que les bouches hydrothermales cessent leur activité, ou sur la vie qui se trouve au-delà des bouches, le long de la zone de faille. Les expéditions passées ont permis de découvrir de nouvelles espèces, inconnues auparavant.
L’expédition « Journey to the Ridge » fait partie d’un important programme d’exploration océanique pluriannuel et multinational axé sur l’amélioration des connaissances et de la compréhension de l’océan Atlantique Nord.
L’océan Atlantique Nord joue un rôle essentiel pour l’humanité car il fournit des ressources biologiques et géologiques, produit des fruits de mer et régule le climat; c’est aussi une voie de commerce et de voyage entre l’Europe et les Amériques. Avec la mondialisation, la nécessité de comprendre, conserver, gérer et défendre les ressources océaniques est devenu une priorité.
Le véhicule télécommandé (ROV) de la NOAA est capable d’atteindre des profondeurs allant de 250 à 6 000 m. Au cours des plongées, les chercheurs exploreront les habitats de coraux et d’éponges en eau profonde, d’éventuelles bouches d’hydrothermales, des systèmes de sulfures polymétalliques éteints, les zones de rift, ainsi que la colonne d’eau.
Source : HVO.

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June 8th, 2022 was World Oceans Day, a day to appreciate the huge body of saltwater that covers about 71% of the Earth’s surface. However, the ocean floor remains one of the most poorly understood places on our planet. As I put it quite often, we know the surface of Mars better than the abysses of our oceans. It is true that the colours of space bodies are more fascinating than the complete darkness of the deep ocean floor.

From May to August 2022, a NOAA Ocean Exploration mission called “Journey to the Ridge 2022” will explore a poorly explored section of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) north of and around the Azores Islands. These nine islands are an autonomous region of Portugal that sits at the triple junction boundary that separates the North American, Eurasian and African Plates. These volcanic islands are the expression of hotspot volcanism, though it differs significantly from the Hawaiian hotspot.

Spanning the north-south length of the Atlantic Ocean and stretching over 16,100 km, the MAR is the longest mountain range in the world and one of four major spreading ridges that create new oceanic crust. The MAR is the site of volcanic activity and frequent earthquakes. In other areas of the MAR, spectacular hydrothermal vents often form where magma provides heat as it rises to the seafloor.

These vents, called black smokers,are known to support diverse biologic communities that thrive on chemical reactions that replace the sunlight at the bottom of the ocean. However, little is known about life at these sites once vents go extinct, or what life lies beyond the vents, further away from the rift zone. Past expeditions have resulted in the discovery of new species, unseen before.

The « Journey to the Ridge » expedition is a part of a major multi-year, multi-national ocean exploration program focused on raising collective knowledge and understanding of the North Atlantic Ocean.

The North Atlantic Ocean plays a pivotal role to humankind, providing biological and geological resources, seafood production and climate regulation and a route for trade and travel between Europe and the Americas. With increased globalization, efforts to understand, conserve, manage and defend the maritime commons have become an essential shared responsibility.

The dives with the remotely operated vehicle (ROV) may span depths ranging from 250 to 6,000 m deep. During dives, the researchers expect to explore deep-sea coral and sponge habitats, potential hydrothermal vent and extinct polymetallic sulfide systems, fracture and rift zones, and the water column.

Source: HVO.

Carte bathymétrique de la dorsale médio-atlantique (Source: Wikipedia)

Image du robot télécommandé (ROV) « Deep Discoverer » qui sera utilisé au cours de la mission « Voyage to the Ridge 2022 ». (Crédit photo: NOAA)