La quête pour creuser jusqu'au manteau terrestre

Jules Verne aurait apprécié ce plan : Creuser dans le plancher océanique à travers des kilomètres de la croute terrestre pour pénétrer dans le manteau de la Terre. C’est l’une des quêtes classiques de la géologie qui existe depuis 60 ans à l’époque de la révolution des plaques tectoniques. De nombreux ont tenté de creuser jusqu’au manteau terrestre, mais aucun n’a réussi. Une nouvelle expédition veut relever de nouveau ce défi.

De l’Atlantis Bank jusqu’au Moho

En décembre 2015, le navire de forage JOIDES Resolution va partir de Colombo au Sri Lanka pour atteindre un point dans l’océan Indien appelé Atlantis Bank. Dans ce point, il va creuser à partir du plancher océanique pour pénétrer 1,5 kilomètre dans la roche en collectant les échantillons au passage. Et si le projet réussit, de futures expéditions vont finir le travail en atteignant le manteau.

La frontière entre la croute et le manteau est connu par une caractéristique appelée la discontinuité Mohorovicic ou Moho. Et en temps normal, les vagues sismiques changent de vélocité dans cette zone. Mais dans l’Atlantis Bank, le manteau bouillonne à 2,5 km au dessus du Moho ce qui fait qu’il est plus facile de l’atteindre. Le fait d’atteindre les frontières les plus profondes est l’une des plus grandes tentatives scientifiques de notre siècle selon Henry Dick, un géophysicien au Woods Hole Oceanographic Institution dans le Massachusetts et co-leader de l’expédition.

En dessous des continents, le Moho se trouve de 30 à 60 kilomètres. Mais en dessous des océans, on peut l’atteindre avec un équipement de navire de forage. Dans cette campagne de forage appelée Slow Spreading Ridge Moho ou projet SloMo, Dick espère atteindre la transition manteau/croute dans l’Atlantis Bank. Et ensuite, il veut utiliser un vaisseau japonais de dernière génération pour atteindre le manteau proprement dit à une profondeur de 5 kilomètres. Et à travers ce voyage vers le centre de la Terre, les scientifiques veulent répondre à des questions profondes sur la planète. Par exemple, comment la roche fondue s’élève de l’intérieur et se refroidit pour former la croute océanique. Cette dernière est une surface qui recouvre les 70 % de la Terre.

Atteindre le manteau terrestre, un rêve qui date de plusieurs décennies

Ce trou pourrait être une fenêtre sur des choses qu’on n’avait jamais vues auparavant selon Benoit Ildefonse, un géologue de l’université de Montpellier en France. Les scientifiques ont déjà essayé d’atteindre le Moho au milieu du 20e siècle. En 1960, les scientifiques américains ont mené le projet Mohole qui a creusé dans le plancher océanique dans l’île Guadaloupe au Mexique. Le projet a atteint une profondeur de 183 mètres avant que les couts explosent et que le Congrès décide d’annuler le projet. Et depuis, le projet Mohole a donné naissance à une série de forages scientifiques qui ont permis d’extraire des roches de centaines d’endroits dans le monde. Ils ont permis de révolutionner la science de la Terre en trouvant des sédiments de plusieurs millions d’années. Ces missions ont permis de comprendre la séparation des continents et trouver la vie microbiale en dessous du plancher océanique.

Nous vivons sur Terre et nous devons savoir ce qui se passe sous nos pieds selon Walter Munk, un océanographe du Scripps Institution of Oceanography en Californie. Il est à l’origine du projet Mohole en 1957. Et les expéditions se rapprochent de plus en plus. De 2002 à 2011, 4 trous sur un site dans l’est du Pacifique ont permis d’atteindre des roches graineuses et cassantes que les géologues considèrent comme du magma refroidi qui est situé juste au-dessus du Moho. Mais le forage n’a pas permis d’atteindre les couches inférieures. Et en 2013, les foreurs du projet Hess Deep se sont heurtés à la même couche très dense et difficile à percer.

Le manteau terrestre intéresse la géologie et la biologie

Dick et ses collègues ciblent l’océan Indien plutôt que l’océan Pacifique à cause des petites quantités de lave dans ce type de plancher océanique. Cela implique qu’il y aura moins de roches dures qu’il faudra percer. Dans l’Atlantis Bank, les forces tectoniques ont déplacé le plancher océanique à seulement 700 mètres en dessous des vagues. Dick sait qu’il est possible d’atteindre cet objet de 1,5 kilomètre parce qu’il l’a déjà fait auparavant. En 1997, il a mené une expédition à l’Atlantis Bank qui a pu forer jusqu’à cette distance avant la catastrophe. Des vents violents ont cassé le tuyau de forage et l’ont entortillé dans le trou en bouchant complètement ce dernier. Cette fois, nous allons nous assurer que cela ne se reproduira pas selon Dick.

Et sur le chemin, les chercheurs ne veulent pas simplement explorer la géologie, mais également la biologie. La cartographie géologique suggère que l’eau de mer a pu percoler de plusieurs kilomètres dans l’Atlantis Bank. Ce processus a produit des réactions chimiques qui ont transformé les roches en ce qu’on appelle une serpentinite. Ces réactions génèrent du méthane, un gaz qui est utilisé par les microbes du sous-plancher océanique pour produire de l’énergie. Les scientifiques du JOIDES Resolution vont analyser les roches pour trouver des microorganismes selon Virginia Edgcomb, une microbiologiste de Woods Hole qui sera à bord du navire.

La première phase de SloMo durera jusqu’au 30 janvier 2015. Si le forage se passe bien, alors Dick espère y retourner pour atteindre les 3 kilomètres. Et ensuite, il va utiliser le vaisseau japonais Chikyu pour la troisième phase qui est d’atteindre le Moho. Lancé il y a 10 ans, le Chikyu est conçu pour forer jusqu’au Moho dans l’est du pacifique, mais des défis techniques et le manque de financement ont fait capoter le projet. Avec une capacité de forage de 6 kilomètres, le Chikyu permettra aux géologues de réaliser leur rêve qui date de plus de 60 ans.

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