Le navire de forage océanique a peut-être effectué son dernier voyage – voici pourquoi les scientifiques ne veulent pas voir la résolution JOIDES mise en veilleuse

Mon endroit préféré au monde n’est pas un endroit fixe.C'est la résolution JOIDES, un navire de recherche financé au niveau international qui a passé sa vie en service constamment en mouvement, des profondeurs de l'Antarctique jusqu'aux hauteurs de l'Arctique.

Depuis 1985, les expéditions scientifiques de ce laboratoire océanique unique en son genre ont foré 230 milles (370 kilomètres) de carottes de sédiments et de roches – de longs échantillons cylindriques qui offrent une vue unique sur le fond océanique.Les carottes proviennent d’un millier d’endroits différents, permettant aux scientifiques de nombreuses universités du monde entier d’explorer les changements au sein de la Terre.

Ils fournissent également une fenêtre sur l’histoire de notre planète.Le fond océanique conserve une bibliothèque géologique qui documente des millions d’années de changement et d’évolution climatiques.

Malheureusement, le JOIDES Resolution, également connu sous le nom de JR, a peut-être navigué pour la dernière fois.En août.Le 2 décembre 2024, il a accosté à Amsterdam, sans aucune voie claire pour réunir les 72 millions de dollars américains par an nécessaires à son exploitation.La majeure partie de ce financement provient des États-Unis.National Science Foundation, qui a annoncé en 2023 qu'elle ne financerait pas le JR au-delà de 2024 parce que les contributions des partenaires internationaux ne parvenaient pas à suivre la hausse des coûts.Les équipes ont commencé retirer l'équipement scientifique du navire.

La National Science Foundation affirme qu’elle soutiendra les recherches en cours utilisant des carottes existantes et travaillera avec les scientifiques pour planifier l’avenir du forage scientifique océanique.Mais pour moi et pour de nombreux autres scientifiques, le coût d’exploitation du JR est dérisoire comparé aux dégâts causés par un seul grand tremblement de terre – comme celui de Tohuku-Oki au Japon en 2011. estimé à 220 milliards de dollars – ou le des milliards de dollars des dommages résultant du changement climatique.La recherche sur les océans aide les scientifiques à comprendre des événements comme ceux-ci afin que les sociétés puissent planifier l’avenir.

Un laboratoire flottant

Aucun autre navire n’a les capacités du JR.Le navire est 469 pieds (143 mètres) de long – 50% plus long qu'un terrain de football.Il a plus de 8 kilomètres de tiges de forage qui relie le navire au fond marin et aux couches situées en dessous, lui permettant de prélever des carottes du sous-marin vers le navire.

Les JR système de positionnement dynamique lui permet de rester fixe exactement au même endroit pendant des jours ou des semaines à la fois.Seuls deux autres navires dans le monde disposent de cette capacité : le Chikyu, un navire plus grand exploité par le Japon dans les eaux japonaises, et un nouveau navire de forage chinois appelé le Mengxiang.

J'ai passé huit expéditions de deux mois sur le JOIDES Resolution, principalement à des latitudes élevées, près des pôles, pour explorer les climats du passé.Chaque voyage comptait environ 60 scientifiques et techniciens et 65 membres d'équipage.Une fois le navire quitté le port, les opérations se sont déroulées 24 heures sur 24, tous les jours.Nous travaillions tous par quarts de 12 heures.

Ces voyages pourraient être épuisants.Habituellement, cependant, l’excitation suscitée par des découvertes nouvelles et souvent inattendues, ainsi que la camaraderie avec les autres participants, faisaient passer le temps à toute vitesse.

Aperçus des expéditions JR

Dès les années 1960, les géologues ont commencé à comprendre que les continents et les océans de la Terre n’étaient pas statiques.Ils font plutôt partie de plaques mobiles dans la croûte terrestre et le manteau supérieur.Le mouvement des plaques, surtout là où elles entrent en collision, crée des tremblements de terre et des volcans.

Les carottes de sédiments marins peuvent pénétrer un mile ou plus dans la croûte terrestre.Ils offrent la seule opportunité d’étudier les changements continus dans les interactions des plaques tectoniques, d’étudier le climat et l’évolution marine et d’explorer les limites de la vie terrestre.Voici quatre domaines dans lesquels les détails de ces processus ont commencé à émerger :

Création de plaques tectoniques

croûte océanique est fondamentalement différent de la croûte qui se trouve sous les continents.Lorsque j’en ai entendu parler pour la première fois dans les années 1970, le modèle de sa formation et de sa structure était simple :

– La lave s’est élevée des chambres magmatiques situées sous les chaînes de volcans du fond marin, connues sous le nom de crêtes océaniques.

– Il s’est déversé sur le fond marin, créant une roche volcanique sombre, souvent vitreuse, appelée basalte.

– Dans la chambre magmatique plus profonde et se refroidissant lentement, des minéraux cristallins se sont formés, créant des roches avec une texture similaire au granit.

– Au fil des millions d’années, cette nouvelle croûte s’est éloignée des crêtes, devenant plus froide et plus dense.

Mais les carottes récupérées par la résolution JOIDES, ainsi que les études utilisant robots sous-marins appelés submersibles, a révélé que ce point de vue était inexact.Par exemple, ils ont montré que l'eau de mer circule à travers la croûte, modifiant sa composition et la chimie de l'eau de mer elle-même.

Des études approfondies ont également montré que le manteau terrestre – une fondation censée se trouver profondément sous la surface – se déplace sur des zones de failles géantes jusqu’alors inconnues et s’étend vers le haut. à la surface de la croûte océanique.Le manteau peut fournir des indices sur les origines de la vie.

Ces découvertes ont modifié la compréhension fondamentale des scientifiques sur la structure de notre planète.

Records climatiques dans la croûte océanique

Je m'intéresse particulièrement aux sédiments qui s'accumulent sur la croûte océanique.Ces dépôts contiennent de minuscules microfossiles de plancton, notamment des organismes tels que diatomées et coccolithophores qui vivent à la surface ou à proximité de la surface de l’océan. Lors de la photosynthèse, ils absorbent le dioxyde de carbone de l’atmosphère et produisent la moitié de tout l’oxygène que nous respirons.

Les types de plancton varient en fonction de la température et de la chimie de l'eau de mer.Lorsqu’ils meurent et tombent au fond de la mer, ils conservent un excellent témoignage des climats passés.Les scientifiques les utilisent pour comprendre comment le climat de la Terre s’est réchauffé et refroidi dans le passé.

Une autre source d’information concerne les sédiments qui tombent de la fonte des icebergs.Les glaciers ramassent des roches lorsqu'ils coulent sur les terres.Lorsqu’ils atteignent la mer, certaines parties se détachent pour devenir des icebergs.La glace fond lorsqu’elle est exposée à l’eau océanique plus chaude et les roches tombent sur le fond marin.Ces dépôts de roches dans les sédiments sont un témoignage des transitions passées entre les climats chauds et froids.

Destruction et recyclage des plaques

La majeure partie de l'océan Pacifique et certaines régions de l'océan Atlantique se situent dans des zones appelées marges convergentes, où les plaques tectoniques se froissent les unes contre les autres.Ce processus force une partie de la croûte océanique et des sédiments vers la Terre, où ils fondent et sont finalement recyclés en une nouvelle croûte, souvent sous forme de volcans.

Des failles géantes le long de ces marges peuvent créer d'énormes tremblements de terre, comme celui de 2011. Séisme de Tohoku-Oki au large de la côte est du Japon.Les carottes prélevées à proximité de telles failles aident les scientifiques comprendre les forces qui provoquent ces événements.Ils créent également des ouvertures où des instruments peuvent être insérés pour surveiller les futurs tremblements de terre.

Les carottes récupérées dans les zones de marge convergente ont également commencé à révéler comment les volcans sont créés et comment ils modulent le changement climatique à long terme en produisant des émissions de dioxyde de carbone.

Les limites de la vie terrestre

À la fin des années 1970, de nouvelles formes exotiques de vie terrestre ont été découvertes dans l’océan Pacifique, dans les zones de formation de la croûte océanique.Aux limites des plaques, l’eau de mer froide s’est infiltrée à travers les fissures de la croûte.Là, il a été réchauffé par du magma chaud et projeté vers le haut à travers des ouvertures que les scientifiques ont nommées bouches hydrothermales.

L'eau chaude contenait des minéraux qui se refroidissaient au contact de l'eau de mer froide et se durcissaient en structures semblables à des cheminées autour des évents.Des centaines de formes de vie, dont des microbes, des moules et des vers tubicoles, colonisé ces structures, prospère à proximité de zones de pression intense et de températures aussi chaudes que 248 degrés Fahrenheit (120 Celsius).

Le carottage JR a par la suite révélé d'autres formes de vie qui survivent profondément dans le sous-sol de l'océan, dans des conditions de manque extrême d’oxygène et d’énergie.Les scientifiques ne savent presque rien de la diversité de ces organismes ni des stratégies métaboliques qu’ils utilisent pour survivre dans leur environnement difficile.Comprendre comment ils prospèrent pourrait éclairer les missions vers d’autres planètes, telles que la lune Encelade de Saturne et la lune Europe de Jupiter, qui ont océans souterrains qui pourraient abriter la vie.

Quel avenir pour le forage scientifique océanique ?

La National Science Foundation a créé un comité réfléchir aux capacités qu'un nouveau navire de forage devrait avoir, et le Congrès pourrait financer des expéditions JR supplémentaires en 2025.Compte tenu de tout ce que les scientifiques ignorent encore sur l’histoire de la Terre et des défis auxquels l’humanité est confrontée pour s’adapter au changement climatique, mes collègues et moi-même espérons que le JOIDES Resolution pourra encore naviguer à nouveau et qu’un nouveau navire finira par reprendre sa mission.