Faits sur les grands fonds : zones, sources hydrothermales et part explorée

Les grands fonds, c'est tout ce qui se trouve sous environ 200 mètres, là où la lumière du soleil faiblit trop pour que plantes et algues poussent, et ils représentent l'immense majorité du volume de l'océan. Il y fait froid et noir, sous une pression énorme, et pourtant ils abritent des écosystèmes entiers, dont certains fonctionnent à l'énergie chimique plutôt qu'à la lumière. La part que nous en avons « explorée » dépend de ce que l'on compte, et la réponse à cette question est plus intéressante que la statistique habituelle en une ligne.

Voici les faits à connaître, énoncés aussi rigoureusement que possible.

#Quelle est la taille et la profondeur de l'océan ?

L'océan couvre environ 71 % de la surface de la Terre. Sa profondeur moyenne est d'environ 3 700 mètres, ce qui surprend ceux qui imaginent la mer comme une eau surtout peu profonde avec quelques trous. C'est l'inverse. La majeure partie du fond marin est une vaste plaine profonde, et les plateaux continentaux peu profonds sont l'exception.

Le point le plus profond connu est le Challenger Deep, dans la fosse des Mariannes, dans le Pacifique occidental, à environ 10 900 à 11 000 mètres. Les relevés divergent de quelques dizaines de mètres. Placez le mont Everest (environ 8 850 mètres) au fond, et son sommet resterait à environ deux kilomètres sous la surface.

La plus longue chaîne de montagnes de la planète est elle aussi sous l'eau. Le système de dorsales médio-océaniques serpente dans tous les bassins océaniques sur quelque 65 000 kilomètres. Un nouveau plancher océanique s'y forme à mesure que les plaques tectoniques s'écartent.

#Quelles sont les zones de l'océan ?

Les scientifiques divisent l'océan ouvert en couches selon la profondeur. Les limites sont approximatives et les noms populaires sont des surnoms, mais ce schéma est une carte mentale utile.

Une bonne façon de s'en souvenir : la zone de lumière est une mince pellicule. Si l'océan à profondeur moyenne était une piscine de deux mètres de profondeur, la partie où se fait la photosynthèse serait environ les dix premiers centimètres.

#Quelle est la force de la pression là-bas ?

La pression augmente d'environ une atmosphère tous les dix mètres d'eau de mer. Cette règle empirique facilite le calcul.

Exemple chiffré. À la profondeur moyenne de l'océan, environ 3 700 mètres, ajoutez environ 370 atmosphères à l'atmosphère de l'air au-dessus, et vous obtenez environ 370 fois la pression ressentie au niveau de la mer. Au fond du Challenger Deep, le chiffre dépasse 1 000 atmosphères, soit plus de sept tonnes qui pèsent sur chaque pouce carré.

Les animaux des grands fonds s'en accommodent parce qu'ils ne sont pas construits comme nous. Ils n'ont pas de poumons remplis d'air à écraser, et leur corps est surtout de l'eau, qui se comprime à peine. Beaucoup portent aussi des molécules qui aident leurs protéines à continuer de fonctionner sous pression. Les chercheurs envoient parfois des gobelets en polystyrène au fond avec des submersibles pour le démontrer ; l'air est chassé de la mousse et les gobelets reviennent réduits à une fraction de leur taille.

#Y fait-il complètement noir ?

Sous environ 1 000 mètres, oui, côté lumière du soleil. Mais ce n'est pas une obscurité morte. Une grande partie des animaux de la colonne d'eau peuvent produire leur propre lumière, un procédé appelé bioluminescence. Ils s'en servent pour trouver des partenaires, attirer des proies, déconcerter des prédateurs, ou masquer leur silhouette contre la faible lumière venue d'en haut (contre-illumination).

Un autre fait qui change l'image qu'on se fait des profondeurs : chaque nuit, d'énormes quantités de petits poissons, de krill et d'autres animaux remontent de la zone crépusculaire vers la surface pour se nourrir, puis redescendent avant l'aube. Cette migration verticale quotidienne est souvent qualifiée de plus grande migration sur Terre par la quantité de matière vivante concernée.

La plupart de la vie des profondeurs dépend de la nourriture venue d'en haut. Plancton mort, boulettes fécales et autres débris descendent en dérivant sous forme de « neige marine ». Quand une baleine meurt et coule, sa carcasse peut nourrir une communauté spécialisée pendant des années, voire des décennies.

#Que sont les sources hydrothermales ?

Les sources hydrothermales sont des ouvertures du fond marin, généralement près des dorsales médio-océaniques, où l'eau de mer infiltrée dans la croûte ressort après avoir été chauffée par le magma en dessous. L'eau peut dépasser 350 °C et rester liquide à cause de l'énorme pression. Quand le fluide chaud, riche en minéraux, rencontre l'eau de mer froide, des sulfures métalliques précipitent et construisent des cheminées. Les plus sombres sont surnommées fumeurs noirs.

Les sources ont été observées directement pour la première fois en 1977, près des îles Galápagos, par des scientifiques en plongée dans le submersible Alvin. Ils s'attendaient à trouver de l'eau chaude. Ils ne s'attendaient pas à trouver de la vie, et en abondance : vers tubicoles géants, palourdes, moules et crabes regroupés autour des ouvertures.

L'explication est la chimiosynthèse. Des microbes utilisent l'énergie chimique, surtout celle du sulfure d'hydrogène du fluide, pour transformer le dioxyde de carbone en nourriture. À l'âge adulte, les vers tubicoles géants n'ont ni bouche ni tube digestif ; ils hébergent ces bactéries dans leur corps et vivent de ce que les bactéries produisent. Ce fut une découverte majeure, car elle a montré qu'un écosystème entier peut fonctionner sans lumière du soleil à sa base, ce qui explique pourquoi les sources reviennent chaque fois que les scientifiques se demandent où ailleurs dans le système solaire la vie pourrait exister.

#Quelle part de l'océan avons-nous vraiment explorée ?

Vous avez sans doute entendu dire que « nous connaissons mieux la surface de la Lune que le fond des océans », ou que seuls 5 % de l'océan ont été explorés. Il y a du vrai dans les deux, mais elles mélangent trois choses différentes.

• Cartographié à basse résolution. L'ensemble du fond marin a été cartographié depuis l'espace, à l'aide de satellites qui mesurent de minuscules bosses de la surface de la mer causées par la gravité des montagnes et des fosses sous-marines. La résolution est grossière, de l'ordre du kilomètre, si bien que les petits détails disparaissent.
• Cartographié en détail. Les navires équipés de sonars (sondeurs multifaisceaux) produisent des cartes bien plus nettes. Le projet international Seabed 2030 indique qu'environ un quart du fond marin a été cartographié ainsi, et cette part augmente chaque année.
• Vu directement. La fraction du fond des grands fonds réellement observée par des humains, des caméras ou des robots est beaucoup plus petite. Les estimations sont approximatives, mais c'est un minuscule pourcentage.

La version juste est donc : nous connaissons la forme de tout le fond marin dans un contour flou, une minorité en détail, et très peu à vue. La comparaison avec la Lune vaut pour les cartes détaillées, pas pour le contour.

Les humains n'ont atteint le tout fond qu'une poignée de fois. Jacques Piccard et Don Walsh ont atteint le Challenger Deep à bord du bathyscaphe Trieste en 1960. Personne n'y est retourné avant que le cinéaste James Cameron plonge en solitaire en 2012, et depuis 2019 d'autres plongées habitées ont suivi.

#Des idées reçues à abandonner

• « Les grands fonds sont sans vie. » La vie y est plus clairsemée que près de la surface, mais les scientifiques en trouvent à toutes les profondeurs échantillonnées, fosses comprises.
• « Les poissons des abysses exploseraient si on les remontait. » Spectaculaire, mais ce n'est pas ainsi que cela se passe. Les poissons sans vessie natatoire remplie de gaz n'explosent pas ; ils peuvent être abîmés par le changement de pression et de température, et leurs tissus peuvent s'affaisser ou se déformer.
• « La plupart des espèces de l'océan sont connues. » Les expéditions en eau profonde font régulièrement découvrir des animaux nouveaux pour la science. Personne ne connaît le vrai total, et les estimations varient largement.

#Une bonne façon de continuer à apprendre

Les grands fonds récompensent les petites doses régulières plus qu'une seule overdose, car chaque fait aide à placer le suivant. Commencez par le tableau des zones ci-dessus, puis suivez un fil : sources, fosses ou bioluminescence.

Si vous voulez que ce fil arrive tout seul, l'océan fait partie des sujets du catalogue de sujets Topicly, et vous pouvez le préciser avec un sujet personnalisé comme « La vie autour des sources hydrothermales » ou « Comment les animaux des grands fonds survivent à la pression ». Sous chaque découverte, Continuez à tirer ce fil suggère des notions associées à lire ensuite. Les articles sont rédigés par IA et peuvent contenir des erreurs : voyez-y un point de départ pour tout ce qui est important et vérifiez auprès d'une source fiable. Pour quelque chose de plus éloigné de chez nous, nos faits sur l'espace pour les débutants curieux font une bonne lecture complémentaire.

Essayez aujourd'hui : sans regarder, esquissez les cinq zones de l'océan sur un bout de papier avec des profondeurs approximatives, puis comparez avec le tableau. Topicly se télécharge gratuitement sur Android, la version iPhone arrive bientôt, et la page de téléchargement donne les détails.