IFREMER LYCÉE DE L'HARTELOIRE

Un exemple de fumeur blanc

L 'hydrothermalisme

L'hydrothermalisme regroupe l'ensemble des phénomènes qui permettent l'évacuation de la chaleur interne de la Terre par l'eau. Ces phénomènes mécaniques, thermiques et biologiques sont notamment associés à l'activité volcanique des dorsales.

Les dorsales sont un lieu d'échanges entre le milieu océanique et le manteau terrestre pour évacuer la chaleur de la Terre au niveau des sources hydrothermales. Cette eau est un mélange provenant de l'océan et du manteau supérieur.

Ces dorsales représentent une surface importante du globe puisqu'elles s'étendent sur 60000 kilomètres de long. De plus, ces dorsales permettent la formation de croûte océanique d'où la tectonique des plaques. Cela entraîne une intense activité volcanique, 50 à 100 fois plus importante que l'activité volcanique en milieu terrestre.

  De nos jours, le fonctionnement des dorsales est encore mal connu. Des chercheurs travaillant à l'institut d'Ifremer essayent de comprendre ce processus en menant des expéditions dans le Pacifique ou l'Atlantique. Ils prélèvent alors des échantillons de roches ou d'eau et des êtres vivants qu'ils ramènent et analysent à l'aide de nombreux appareils scientifiques sophistiqués.

Ainsi, cinq appareils sont mis à notre disposition.

- Le spectromètre de masse à source liquide sert à mesurer des masses moléculaires, à fragmenter des molécules en ions plus petits, à mesurer la masse de ces fragments et enfin à séparer les isotopes des échantillons d'eau des fumeurs noirs dans le but de connaître leur composition. Il comprend une source d'électrons, qui vont bombarder les molécules à l'état gazeux et briser celles-ci en fragments plus petits. Préparer les échantillons nécessite d'infinies précautions : les solutions sont préparées dans une salle blanche, salle spéciale pour éviter l'intrusion de poussières pouvant fausser tous les résultats.

- La microsonde X détermine la nature et la composition d'un échantillon soumis à un bombardement d'électrons qui produit alors l'émission d'un rayonnement X. Ce rayonnement est analysé. L'appareil est formé d'une colonne émettant les électrons et de 5 spectromètres.

- La fluorescence X identifie les éléments chimiques d'un échantillon aussi prélevé dans les dorsales .C'est le même principe que la microsonde X mais la fluorescence X identifie des éléments plus grands.

-La chromatographie en phase gazeuse est utilisée pour l'analyse d'échantillons ou la séparation des produits en phase gazeuse et l'isolement des corps purs. Elle détermine ainsi la composition d'échantillons gazeux (ou liquides rendus gazeux par chauffage).

-Le microscope à balayage : la forme superficielle de divers spécimens biologiques, comme celles de petits animaux, peut être observée au microscope à balayage à très fort grossissement après que la surface à étudier ait été métallisée. Cette métallisation (à l'or pur dans le cas présent) a pour but d'augmenter le rendement en électrons secondaires émis lors du bombardement par le faisceau d'électrons incidents. La grande profondeur du champ de l'optique de cet appareil permet une excellente compréhension de la morphologie externe des échantillons

 L'activité biologique des grands fonds

Dans une eau à plus de 300 degrés, sans oxygène et sans lumière, la vie est devenue possible grâce à la chimiosynthèse.

Connaître le relief des fonds sous-marins est indispensable aux chercheurs pour pouvoir gagner du temps et pour rendre les expéditions moins coûteuses. Ainsi, plusieurs outils servent à l'exploration des dorsales:

- Les cartes satellites. Ces cartes sont obtenues par un satellite, qui mesure l'altitude de la surface de la mer, celles-ci traduisent la répartition des masses au fond de la mer et reflètent la topographie.

- Cependant, ce procédé n'a pas une finesse suffisante pour l'observation. Lors des campagnes océanographiques, des bases acoustiques sont placées sous la coque des bateaux, envoyant un signal sonore. Le temps qu'il va mettre pour remonter donnera des précisions sur la profondeur du fond., et permet d'établir une carte bathymétrique des fonds de 0 à 5000 mètres de profondeur. Une étude fine de la tectonique est ainsi menée : morphologie de l'axe, failles, volcans, âge de certaines structures.

- Mais aucune indication concernant la nature du fond n'est donnée. Le sonar SAR est tracté derrière le bateau et permet d'obtenir des cartes d'imageries ,cartes en noir et blanc. La force avec laquelle l'écho revient, dépendant de la nature du fond,  cela permet une bonne compréhension de la nature des formations.

- Les dernières informations sont données par la plongée de submersible. C'est la dernière étape de l'étude. Ainsi, le Nautile peut descendre jusqu'à 6000 mètres de profondeur. Il permet de prélever des échantillons, de réaliser des photographies afin de vérifier l'ensemble des informations recueillies par les autres méthodes.