Tranchée des Mariannes

 » Marianas Trench » redirige ici. Pour le groupe canadien, voir Marianas Trench (groupe).

Coordonnées : 11°21’N 142°12 ‘E / 11.350°N 142.200°E

Emplacement de la fosse des Mariannes

La fosse des Mariannes ou Fosse des Mariannes est située dans l’océan Pacifique occidental à environ 200 kilomètres (124 mi) à l’est des îles Mariannes; c’est la fosse océanique la plus profonde sur Terre. Il est en forme de croissant et mesure environ 2 550 km (1 580 mi) de longueur et 69 km (43 mi) de largeur. La profondeur maximale connue est de 10 984 mètres (36 037 pieds) (± 25 mètres) (6 825 milles) à l’extrémité sud d’une petite vallée en forme de fente dans son fond connue sous le nom de Challenger Deep.Cependant, certaines mesures non répétées placent la partie la plus profonde à 11 034 mètres (36 201 pieds). Si le mont Everest était hypothétiquement placé dans la tranchée à cet endroit, son sommet serait encore sous l’eau de plus de deux kilomètres (1,2 mi).

Au fond de la tranchée, la colonne d’eau au-dessus exerce une pression de 1 086 bars (15 750 psi), soit plus de 1 071 fois la pression atmosphérique standard au niveau de la mer. A cette pression, la densité de l’eau est augmentée de 4,96%. La température au fond est de 1 à 4 °C (34 à 39 °F).

En 2009, la fosse des Mariannes a été érigée en monument national américain. Des Monothalamées ont été trouvées dans la tranchée par des chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography à une profondeur record de 10,6 kilomètres (6,6 mi) sous la surface de la mer. Les données suggèrent également que les formes de vie microbiennes prospèrent dans la tranchée.

Étymologie

La fosse des Mariannes tire son nom des îles Mariannes voisines, nommées Las Marianas en l’honneur de la reine espagnole Mariana d’Autriche, veuve de Philippe IV d’Espagne. Les îles font partie de l’arc insulaire formé sur une plaque de chevauchement, appelée Plaque des Mariannes (également nommée d’après les îles), du côté ouest de la tranchée.

Géologie

La plaque du Pacifique est subductée sous la plaque des Mariannes, créant la fosse des Mariannes et (plus loin) l’arc des îles Mariannes, alors que l’eau piégée dans la plaque est libérée et explose vers le haut pour former des volcans insulaires et des tremblements de terre.

La fosse des Mariannes fait partie du système de subduction Izu–Bonin–Mariana qui forme la frontière entre deux plaques tectoniques. Dans ce système, le bord ouest d’une plaque, la plaque du Pacifique, est subducté (c’est-à-dire poussé) sous la plus petite plaque des Mariannes située à l’ouest. Le matériau crustal au bord ouest de la plaque du Pacifique est l’une des plus anciennes croûte océanique sur Terre (jusqu’à 170 millions d’années), et est donc plus frais et plus dense; d’où sa grande différence de hauteur par rapport à la plaque des Mariannes plus élevée (et plus jeune). La zone la plus profonde à la limite de la plaque est la fosse des Mariannes proprement dite.

Le mouvement des plaques du Pacifique et des Mariannes est également indirectement responsable de la formation des îles Mariannes. Ces îles volcaniques sont causées par la fonte des flux du manteau supérieur due à la libération d’eau piégée dans les minéraux de la partie subductée de la plaque Pacifique.

Historique de la recherche

Tranchées océaniques dans le Pacifique occidental

Voir aussi: Challenger Deep

La tranchée a été sondée pour la première fois lors de l’expédition Challenger en 1875, à l’aide d’une corde lestée, qui a enregistré une profondeur de 4 475 brasses (8 184 mètres; 26 850 pieds). En 1877, une carte intitulée Tiefenkarte des Grossen Ozeans (« Carte de la profondeur du Grand Océan ») a été publiée par Petermann, qui montrait un Challenger Tief (« Challenger deep ») à l’emplacement de ce sondage. En 1899, l’USS Nero, un collier converti, a enregistré une profondeur de 5 269 brasses (9 636 mètres; 31 614 pieds).

En 1951, Challenger II a sondé la tranchée à l’aide d’un sondage par écho, un moyen beaucoup plus précis et beaucoup plus facile de mesurer la profondeur que l’équipement de sondage et les lignes de traînée utilisés lors de l’expédition initiale. Au cours de ce levé, la partie la plus profonde de la tranchée a été enregistrée lorsque le Challenger II a mesuré une profondeur de 5 960 brasses (10 900 mètres; 35 760 pieds) à 11 ° 19’N 142 ° 15’E / 11,317 ° N 142,250 ° E, connue sous le nom de Challenger Deep.

En 1957, le navire soviétique Vityaz a signalé une profondeur de 11 034 mètres (36 201 pieds) à un endroit surnommé le creux de Mariana.

En 1962, le navire de surface M.V. Spencer F. Baird a enregistré une profondeur maximale de 10 915 mètres (35 810 pieds) à l’aide de jauges de profondeur de précision.

En 1984, le navire de relevé japonais Takuyō (拓洋) a recueilli des données dans la fosse des Mariannes à l’aide d’un échosondeur étroit à faisceaux multiples ; il a signalé une profondeur maximale de 10 924 mètres (35 840 pieds), également indiquée comme 10 920 mètres (35 830 pieds) ± 10 m (33 pieds). Le véhicule télécommandé KAIKO a atteint la zone la plus profonde de la fosse des Mariannes et a enregistré le record de plongée le plus profond de 10 911 mètres (35 797 pieds) le 24 mars 1995.

Lors des relevés effectués entre 1997 et 2001, une tache a été trouvée le long de la fosse des Mariannes dont la profondeur était similaire à celle du Challenger Deep, peut-être même plus profonde. Il a été découvert alors que des scientifiques de l’Institut de géophysique et de planétologie d’Hawaï terminaient une enquête autour de Guam; ils ont utilisé un système de cartographie sonar remorqué derrière le navire de recherche pour mener l’enquête. Ce nouveau spot a été nommé HMRG (Hawaii Mapping Research Group) Deep, du nom du groupe de scientifiques qui l’a découvert.

Le 1er juin 2009, la cartographie à bord du RV Kilo Moana (vaisseau-mère du véhicule Nereus) indiquait un point d’une profondeur de 10 971 mètres (35 994 pieds). La cartographie sonar du Challenger Deep a été possible grâce à son système de bathymétrie multifaisceaux Simrad EM120 pour eaux profondes. Le système sonar utilise une détection de fond en phase et en amplitude, avec une précision supérieure à 0,2% de la profondeur de l’eau sur toute la bande (ce qui implique que le chiffre de profondeur est précis à ± 22 mètres (72 pi)).

En 2011, il a été annoncé lors de la réunion d’automne de l’American Geophysical Union qu’un navire hydrographique de la Marine américaine équipé d’un échosondeur multifaisceaux a effectué un levé qui a cartographié l’ensemble de la tranchée à une résolution de 100 mètres (330 pieds). La cartographie a révélé l’existence de quatre affleurements rocheux considérés comme d’anciens monts sous-marins.

La fosse des Mariannes est un site choisi par des chercheurs de l’Université de Washington et de la Woods Hole Oceanographic Institution en 2012 pour une étude sismique visant à étudier le cycle de l’eau souterraine. En utilisant à la fois des sismomètres de fond océanique et des hydrophones, les scientifiques sont capables de cartographier des structures aussi profondes que 97 kilomètres (60 mi) sous la surface.

Descentes

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Le bathyscaphe Trieste (conçu par Auguste Piccard), le premier véhicule habité à atteindre le fond de la fosse des Mariannes.

Quatre descentes habitées et trois descentes non habitées ont été réalisées. La première a été la descente habitée du bathyscaphe Trieste de conception suisse, de construction italienne et appartenant à la Marine américaine, qui a atteint le fond à 1:Le 23 janvier 1960 à 18 heures, avec à son bord Don Walsh et Jacques Piccard. La grenaille de fer était utilisée pour le ballast, avec de l’essence pour la flottabilité. Les systèmes embarqués indiquaient une profondeur de 11 521 mètres (37 800 pieds), mais celle-ci a ensuite été révisée à 10 916 mètres (35 814 pieds). La profondeur a été estimée à partir d’une conversion de la pression mesurée et de calculs basés sur la densité de l’eau de la surface de la mer au fond marin.

Ceci a été suivi par les ROVs sans pilote Kaikō en 1996 et Nereus en 2009. Les trois premières expéditions ont directement mesuré des profondeurs très similaires de 10 902 à 10 916 m (35 768 à 35 814 pieds). Le quatrième a été réalisé par le réalisateur canadien James Cameron le 26 mars 2012. Il atteint le fond de la fosse des Mariannes à bord du navire submersible Deepsea Challenger, plongeant à une profondeur de 10 908 mètres (35 787 pieds).

En juillet 2015, des membres de la National Oceanic and Atmospheric Administration de l’Université d’État de l’Oregon et de la Garde côtière ont submergé un hydrophone dans la partie la plus profonde de la fosse des Mariannes, le Challenger Deep, n’en ayant jamais déployé un au-delà d’un mille auparavant. L’hydrophone à coque en titane a été conçu pour résister à l’immense pression de 7 miles sous. Bien que les chercheurs n’aient pas pu récupérer l’hydrophone avant novembre, la capacité de données était pleine au cours des 23 premiers jours. Après des mois d’analyse des sons, les experts ont été surpris de capter des sons naturels tels que des tremblements de terre, des typhons, des baleines à fanons et des sons fabriqués à la machine tels que des bateaux. En raison du succès de la mission, les chercheurs ont annoncé leur intention de déployer un deuxième hydrophone en 2017 pour une période prolongée.

Victor Vescovo a réalisé une nouvelle descente record à 10 928 mètres (35 853 pieds) le 28 avril 2019 en utilisant le facteur limitant DSV, un modèle Triton 36000/2 fabriqué par Triton Submarines basé en Floride. Il a plongé quatre fois entre le 28 avril et le 5 mai 2019, devenant la première personne à plonger plus d’une fois dans Challenger Deep.

Le 8 mai 2020, un projet conjoint entre les constructeurs navals russes, les équipes scientifiques de l’Académie des Sciences de Russie avec le soutien de la Fondation Russe pour les Projets de Recherche Avancée et la Flotte du Pacifique a submergé le véhicule sous-marin autonome Vityaz-D au fond de la Fosse des Mariannes à une profondeur de 10 028 mètres (32 900 pieds). Vityaz-D est le premier véhicule sous-marin à fonctionner de manière autonome aux profondeurs extrêmes de la fosse des Mariannes. La durée de la mission, hors plongée et surfaçage, était supérieure à 3 heures.

Le 10 novembre 2020, le submersible chinois Fendouzhe a atteint le fond de la fosse des Mariannes à une profondeur de 10 909 mètres (35 791 pieds).

Descentes prévues

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En avril 2011, Richard Branson a dévoilé un nouveau sous-marin à une seule personne qui ira au fond de la fosse des Mariannes au cours des deux prochaines années.

En février 2012, au moins une autre équipe planifiait un sous-marin piloté pour atteindre le fond de la fosse des Mariannes.

Vie

L’expédition menée en 1960 a affirmé avoir observé, avec une grande surprise en raison de la haute pression, de grandes créatures vivant au fond, comme un poisson plat d’environ 30 cm (12 po) de long et des crevettes. Selon Piccard, « Le fond est apparu clair et clair, un gaspillage de diatomées fermes suinte ». De nombreux biologistes marins sont maintenant sceptiques quant à l’observation supposée du poisson plat, et il est suggéré que la créature pourrait plutôt être un concombre de mer. Au cours de la deuxième expédition, le véhicule sans pilote Kaikō a collecté des échantillons de boue dans le fond marin. De minuscules organismes vivaient dans ces échantillons.

En juillet 2011, une expédition de recherche a déployé des atterrisseurs sans attache, appelés dropcams, équipés de caméras vidéo numériques et de lumières pour explorer cette région des grands fonds marins.

Parmi de nombreux autres organismes vivants, des amibes unicellulaires gigantesques d’une taille supérieure à 10 cm (4 po), appartenant à la classe des monothalamées, ont été observées. Les Monothalamées sont remarquables par leur taille, leur abondance extrême sur le fond marin et leur rôle d’hôtes pour une variété d’organismes.

En décembre 2014, une nouvelle espèce d’escargot a été découverte à une profondeur de 8 145 m (26 722 pieds), battant le précédent record du poisson vivant le plus profond vu sur vidéo.

Au cours de l’expédition de 2014, plusieurs nouvelles espèces ont été filmées, dont d’énormes amphipodes appelés supergéantes. Le gigantisme des eaux profondes est le processus par lequel les espèces deviennent plus grandes que leurs parents en eaux peu profondes.

En mai 2017, un type d’escargot non identifié a été filmé à une profondeur de 8 178 mètres (26 800 pieds).

Pollution

En 2016, une expédition de recherche a examiné la composition chimique des charognards de crustacés collectés dans une plage de 7 841 à 10 250 mètres à l’intérieur de la tranchée. Au sein de ces organismes, les chercheurs ont trouvé des concentrations extrêmement élevées de PCB, une toxine chimique interdite pour ses dommages environnementaux dans les années 1970, concentrée à toutes les profondeurs dans les sédiments de la tranchée. D’autres recherches ont montré que les amphipodes ingèrent également des microplastiques, 100% des amphipodes ayant au moins un morceau de matière synthétique dans leur estomac.

En 2019, Victor Vescovo a rapporté avoir trouvé un sac en plastique et des emballages de bonbons au fond de la tranchée. Cette année-là, Scientific American a également rapporté que du carbone 14 provenant d’essais de bombes nucléaires avait été trouvé dans les corps d’animaux aquatiques trouvés dans la tranchée.

Site d’élimination possible des déchets nucléaires

Comme d’autres tranchées océaniques, la fosse des Mariannes a été proposée comme site d’élimination des déchets nucléaires en 1972, dans l’espoir que la subduction des plaques tectoniques qui se produit sur le site pourrait éventuellement pousser les déchets nucléaires profondément dans le manteau terrestre, la deuxième couche de la Terre. Cependant, le déversement de déchets nucléaires en mer est interdit par le droit international. De plus, les zones de subduction des plaques sont associées à de très grands séismes mégalopolaires, dont les effets sont imprévisibles pour la sécurité de l’élimination à long terme des déchets nucléaires au sein de l’écosystème hadopélagique.

Voir aussi

  • Marianas Trench Marine National Monument, monument national des États-Unis à la tranchée. Ce monument national protège 246 610 kilomètres carrés (95 216 milles carrés) de terres et d’eaux submergées de l’archipel des Mariannes. Il comprend une partie de la fosse des Mariannes, mais pas la partie la plus profonde, le Challenger Deep, qui se trouve juste à l’extérieur de la zone du monument.

Notes

  1. ^ La fosse des Mariannes mesure 10 994 m de profondeur, tandis que le mont Everest mesure 8 848 m de haut. La différence est de 2 146 m, ou au moins pas moins de 2 104 m, ce qui tient compte de l’incertitude combinée de 42 m dans les mesures.
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Wikimedia Commons a des médias liés à la fosse des Mariannes.
  • Plongée dans la Fosse des Mariannes (25 mars 2012) – Deepsea Challenger
  • Plongée dans la Fosse des Mariannes (23 janvier 1960) – Trieste (Newsreel)
  • Plongée dans la Fosse des Mariannes (50e Anniv) – Trieste – Capt Don Walsh
  • Cartes de la Fosse des Mariannes (Google)
  • NOAA – Ocean Explorer (Ofc Ocean Exploration & Rsch)
  • NOAA – Ocean Explorer – Multimedia – Mariana Arc (podcast)
  • NOAA – Ocean Explorer – Playlist vidéo – Ring of Fire (2004-2006)

Généralités

Bibliothèques nationales

Autres

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