Étiquette : seafloor

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)

Une balise pour prévoir séismes, tsunamis et éruptions // A buoy to predict earthquakes, tsunamis and eruptions

Des géophysiciens de l’Université de Floride du Sud (USF) ont mis au point et testé avec succès une balise de haute technologie, utilisable en eau peu profonde, capable de détecter les moindres variations du plancher océanique, souvent annonciateurs de catastrophes naturelles dévastatrices, telles que les séismes, les tsunamis et les éruptions volcaniques.

Le système flottant, mis au point avec l’aide d’une subvention de 822 000 dollars allouée par la National Science Foundation, a été installé à Egmont Key dans le Golfe du Mexique en 2018 et a déjà livré des données sur le mouvement tridimensionnel du plancher océanique. Ainsi, il sera capable de détecter de petites variations de contrainte dans la croûte terrestre.
En attente de brevet, ce système de géodésie présente l’aspect d’une balise ancrée au fond de la mer et surmontée d’un GPS de haute précision. L’orientation de la balise est mesurée à l’aide d’une boussole numérique fournissant des informations sur le cap, le tangage et le roulis, ce qui permet de mesurer latéralement  les mouvements de la Terre et diagnostiquer les principaux séismes déclencheurs de tsunamis.
Bien que plusieurs autres techniques de surveillance des fonds marins soient actuellement disponibles, la technologie mise au point en Floride fonctionne généralement mieux dans les milieux océaniques profonds où les interférences sonores sont moindres. Les eaux côtières peu profondes (moins de quelques centaines de mètres de profondeur) constituent un environnement plus difficile à analyser, mais également important pour de nombreuses applications, notamment certains types de séismes dévastateurs. Les processus d’accumulation et de libération de contraintes au niveau de la croûte terrestre au large sont essentiels à la compréhension des puissants séismes et des tsunamis.
Le système flottant est relié au fond de la mer à l’aide d’un lest en béton et il a pu résister à plusieurs tempêtes, dont l’ouragan Michael dans le Golfe du Mexique. Le système est capable de détecter des mouvements du plancher océanique de seulement deux centimètres.
La technologie a plusieurs applications potentielles dans l’industrie pétrolière et gazière en mer et pourra être utilisée pour la surveillance de certains volcans. Toutefois, la principale application concerne l’amélioration de la prévision des séismes et des tsunamis dans les zones de subduction. Les puissants séismes et tsunamis qui ont frappé Sumatra en 2004 et le Japon en 2011 sont des événements que les scientifiques souhaiteraient mieux comprendre et prévoir.
Le système mis au point par l’Université de Floride est conçu pour les applications de zones de subduction de la Ceinture de Feu du Pacifique, où les processus d’accumulation et de libération de contraintes de l’écorce terrestre en mer sont actuellement mal connus. Les scientifiques espèrent pouvoir installer le nouveau système dans les eaux côtières peu profondes de l’Amérique Centrale, où se produisent souvent des tremblements de terre.
Le site d’Egmont Key où le système a été testé présente une profondeur de 23 mètres. Bien que la Floride ne soit pas sujette aux séismes, les eaux au large d’Egmont Key se sont avérées un excellent site de test. Ce lieu est exposé à de forts courants de marée qui ont permis de tester le système de correction de la stabilité et de l’orientation de la balise. La prochaine étape consistera à installer un système semblable dans les eaux plus profondes du Golfe du Mexique, au large de la côte ouest de la Floride.
Source: Université de Floride du Sud.

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University of South Florida (USF) geoscientists have successfully developed and tested a new high-tech shallow water buoy that can detect the small movements and changes in the Earth’s seafloor that are often a precursor to deadly natural hazards, like earthquakes, volcanoes and tsunamis.

The buoy, created with the assistance of an $822,000 grant from the National Science Foundation, was installed off Egmont Key in the Gulf of Mexico in 2018 and has been producing data on the three-dimensional motion of the sea floor.  Ultimately the system will be able to detect small changes in the stress and strain the Earth’s crust.

The patent-pending seafloor geodesy system is an anchored spar buoy topped by high precision Global Positioning System (GPS). The buoy’ orientation is measured using a digital compass that provides heading, pitch, and roll information – helping to capture the crucial side-to-side motion of the Earth that can be diagnostic of major tsunami-producing earthquakes.

While there are several techniques for seafloor monitoring currently available, that technology typically works best in the deeper ocean where there is less noise interference. Shallow coastal waters (less than a few hundred metres deep) are a more challenging environment but also an important one for many applications, including certain types of devastating earthquakes. Offshore strain accumulation and release processes are critical for understanding powerful earthquakes and tsunamis.

The experimental buoy rests on the sea bottom using a heavy concrete ballast and has been able to withstand several storms, including Hurricane Michael up the Gulf of Mexico. The system is capable of detecting movements as small as one to two centimetres.

The technology has several potential applications in the offshore oil and gas industry and volcano monitoring in some places, but the big one is for improved forecasting of earthquakes and tsunamis in subduction zones. The giant earthquakes and tsunamis in Sumatra in 2004 and in Japan in 2011 are examples of the kind of events scientists would like to better understand and forecast in the future.

The system is designed for subduction zone applications in the Pacific Ocean’s “Ring of Fire” where offshore strain accumulation and release processes are currently poorly monitored. One example where the group hopes to deploy the new system is the shallow coastal waters of earthquake prone Central America.

The Egmont Key test location sits in just 23 metres depth.  While Florida is not prone to earthquakes, the waters off Egmont Key proved an excellent test location for the system. It experiences strong tidal currents that tested the buoy’s stability and orientation correction system. The next step in the testing is to deploy a similar system in deeper water of the Gulf of Mexico off Florida’s west coast.

Source: University of South Florida.

Vue de la balise haute technologie mise au point par l’Université de Floride (Source : USF)

Vue du site d’Egmont Key, sur la côte ouest de la Floride, où la balise a été testée (Source : Google maps)