Objectifs de la leçon

• Décrivez les obstacles à l’étude des fonds marins et les méthodes pour y parvenir.
• Décrivez les caractéristiques du fond marin.

Un mythe antique dit que l’Atlantide était une puissante ville sous-marine dont les guerriers ont conquis de nombreuses régions d’Europe. Il y a peu de preuves de l’existence d’une telle ville, mais la fascination humaine pour le monde sous les océans existe certainement depuis des siècles. On ne savait pas grand-chose sur la zone aphotique de l’océan jusqu’à ce que les scientifiques développent un système inspiré de la façon dont les chauves-souris et les dauphins utilisent l’écholocation pour naviguer dans l’obscurité (Figure 14.19). Poussés par la nécessité de trouver des sous-marins pendant la Seconde Guerre mondiale, les scientifiques ont appris à faire rebondir les ondes sonores dans l’océan pour détecter les objets sous-marins. Les ondes sonores rebondissent comme un écho de tout objet se trouvant dans l’océan. La distance de l’objet peut être calculée en fonction du temps nécessaire au retour des ondes sonores. Enfin, les scientifiques ont pu cartographier le fond de l’océan.

Trois obstacles principaux nous ont empêchés d’étudier les profondeurs de l’océan : absence de lumière, températures très froides et pression élevée. Comme vous le savez, la lumière ne pénètre que dans les 200 premiers mètres de l’océan; les profondeurs de l’océan peuvent atteindre jusqu’à 11 000 mètres de profondeur. La plupart des endroits de l’océan sont complètement sombres, ce qui rend impossible pour les humains d’explorer sans apporter une source de lumière avec eux. Deuxièmement, l’océan est très froid; plus froid que 0 ° C (32 ° F) dans de nombreux endroits. De telles températures froides constituent des obstacles importants à l’exploration humaine des océans. Enfin, la pression dans l’océan augmente énormément à mesure que vous vous enfoncez. Les plongeurs peuvent rarement aller plus loin que 40 mètres en raison de la pression. La pression sur un plongeur à 40 mètres serait de 4 kilogrammes / centimètre carré (60 lb / po2). Même si nous n’y pensons pas, l’air dans notre atmosphère a du poids. Il appuie sur nous avec une force d’environ 1 kilogramme par centimètre carré (14,7 lb / po2). Dans l’océan, pour 10 mètres de profondeur, la pression augmente de près de 1 atmosphère ! Imaginez la pression à 10 000 mètres; ce serait 1 000 kilogrammes par centimètre carré (14 700 lb / po2). Les sous-marins d’aujourd’hui ne plongent généralement qu’à environ 500 mètres; pour aller plus loin, ils doivent être spécialement conçus pour une plus grande profondeur (Figure 14.20).

Au 19ème siècle, les explorateurs ont cartographié les fonds océaniques en déposant minutieusement une ligne sur le côté d’un navire pour mesurer les profondeurs océaniques, un minuscule point à la fois. SONAR, qui signifie Sound Navigation And Ranging, a permis aux chercheurs modernes de cartographier le fond de l’océan beaucoup plus rapidement et facilement. Les chercheurs envoient une impulsion sonore au fond de l’océan et calculent la profondeur en fonction du temps nécessaire au retour du son. Bien sûr, certaines recherches scientifiques nécessitent de se rendre au fond de l’océan pour collecter des échantillons ou observer directement le fond de l’océan, mais cela coûte plus cher et peut être dangereux.

À la fin des années 1950, le bathyscaphe (bateau profond) Trieste a été le premier véhicule habité à s’aventurer dans les parties les plus profondes de l’océan, une région de la fosse des Mariannes nommée Challenger Deep. Il a été construit pour résister à 1.2 tonnes métriques par centimètre carré et plongé à une profondeur de 10 900 mètres. Aucun véhicule n’a encore transporté d’humains à cette profondeur, bien que des sous-marins robotisés soient revenus pour collecter des échantillons de sédiments du Challenger Deep. Alvin est un submersible utilisé par les États-Unis pour un grand nombre d’études; il peut plonger jusqu’à 4 500 mètres sous la surface de l’océan (Figure 14.21).

Afin d’éviter les dépenses, les dangers et les limites des missions humaines sous la mer, des véhicules télécommandés ou des ROV permettent aux scientifiques d’étudier les profondeurs de l’océan en envoyant des véhicules transportant des caméras et des appareils de mesure spéciaux. Les scientifiques les contrôlent électroniquement avec des systèmes d’exploitation sophistiqués (Figure 14.22).

Caractéristiques du fond marin

Avant que les scientifiques n’inventent le sonar, beaucoup de gens pensaient que le fond de l’océan était une surface complètement plane. Maintenant, nous savons que le fond marin est loin d’être plat. En fait, les plus hautes montagnes et les canyons les plus profonds se trouvent au fond de l’océan; beaucoup plus haut et plus profond que toutes les formes de relief trouvées sur les continents. Les mêmes forces tectoniques qui créent des caractéristiques géographiques comme les volcans et les montagnes sur terre créent des caractéristiques similaires au fond des océans.

Regardez la figure 14.23. Si vous suivez le fond de l’océan depuis la plage en haut à gauche, le fond marin descend doucement le long du plateau continental. Le fond de la mer descend alors abruptement le long de la pente continentale, véritable bord du continent. Les régions lisses et plates qui représentent 40% du fond de l’océan sont la plaine abyssale. Une chaîne de montagnes continue traverse tous les océans du monde, appelée dorsale médio-océanique (« dorsale sous-marine » sur la figure 14.23). La dorsale médio-océanique est formée là où les plaques tectoniques s’écartent les unes des autres, permettant au magma de s’infiltrer dans l’espace où les plaques se sont écartées. Le système de dorsale médio-océanique a une longueur totale de 80 000 kilomètres et est principalement sous l’eau, à l’exception de quelques endroits comme l’Islande. D’autres montagnes sous-marines comprennent les volcans sous-marins (appelés monts sous-marins), qui peuvent s’élever à plus de 1 000 mètres au-dessus du fond de l’océan. Ceux qui atteignent la surface deviennent des îles volcaniques, comme les îles hawaïennes. Les tranchées océaniques profondes sont créées là où une plaque tectonique plonge sous (subducts) une autre plaque.

Résumé de la leçon

• Jusqu’au développement du sonar, nous savions très peu de choses sur le fond de l’océan.
• L’océan profond est sombre, très froid et subit une pression énorme de l’eau sus-jacente.
• Les plongeurs ne peuvent explorer que jusqu’à environ 40 mètres, tandis que la plupart des sous-marins ne plongent qu’à environ 500 mètres. Les submersibles de recherche scientifique ont exploré les tranchées les plus profondes de l’océan, mais la plupart sont conçus pour atteindre uniquement le fond de l’océan.
• Aujourd’hui, une grande partie de notre exploration des océans se fait à l’aide de sonars et de véhicules télécommandés.
• Les caractéristiques de l’océan comprennent le plateau continental, la pente et la montée. Le fond de l’océan s’appelle la plaine abyssale. Sous le fond de l’océan, il y a quelques petites zones plus profondes appelées tranchées océaniques. Les caractéristiques qui s’élèvent du fond de l’océan comprennent les monts sous-marins, les îles volcaniques et les crêtes et montées médio-océaniques.

Questions d’examen

1. Quels sont les trois obstacles à l’étude du fond marin?
2. La pression atmosphérique est d’environ 1 kilogramme par centimètre carré (14,7 livres par pouce carré ou 1 atmosphère) au niveau de la mer. À propos de quelle est la pression si vous êtes à 100 mètres de profondeur dans l’océan?
3. Quelle invention a permis aux gens de cartographier le fond de l’océan?
4. Quelles parties du fond océanique vous attendez-vous à ce qu’il y ait la plus grande quantité d’organismes vivants?
5. À quelle profondeur le Trieste a-t-il plongé qu’Alvin ?
6. Comparez et contrastez le plateau continental et la plaine abyssale.
7. Pourquoi pensez-vous que la cartographie du fond marin est importante pour la marine? Expliquer.
8. Si la dorsale médio-océanique est créée là où les plaques tectoniques se séparent, pourquoi une chaîne de montagnes s’y forme-t-elle?

Vocabulaire

plaine abyssale Le fond plat du fond océanique; le fond océanique profond. plateau continental Le fond marin peu profond et progressivement incliné autour du bord d’un continent. Habituellement moins de 200 mètres de profondeur. Le plateau continental peut être considéré comme le bord submergé d’un continent. pente continentale Le fond incliné de l’océan qui s’étend du plateau continental jusqu’au fond profond de l’océan. chaîne de montagnes mid ocean ridge au fond de l’océan où se forment des remontées de magma et de nouveaux fonds océaniques. mont sous-marin Une montagne s’élevant du fond marin qui n’atteint pas la surface de l’eau. Habituellement formé de volcans. les zones les plus profondes de l’océan; trouvé là où la subduction a lieu.