L'expérience d'imagerie des ressources médio-atlantiques (MATRIX) a collecté des données sismiques de réflexion le long de plus de 2000 km de ligne de voie indiquée en jaune. Les lignes de voie noires montrent les lignes de transit où aucune donnée sismique n'a été acquise, et les croix oranges indiquent les déploiements de bouées acoustiques. Les zones violettes ont été identifiées par BOEM sur la base des données sismiques existantes et montrent des accumulations possibles d'hydrates de gaz. Les symboles rouges marquent les suintements de méthane du fond marin, et les cercles noirs et blancs représentent les puits d'exploration forés dans les années 1970 et 1980. Les noms au bord du plateau font référence aux principaux canyons sous-marins de rupture de plateau. Crédit :Fond de carte bathymétrique de B. Andrews.
Les données acquises par l'U.S. Geological Survey sur la marge atlantique américaine en août 2018 révèlent de nouvelles informations sur la répartition des hydrates de gaz dans le secteur s'étendant du talus continental supérieur aux zones d'eau profonde au large du New Jersey jusqu'à la Caroline du Nord. L'expérience d'imagerie des ressources médio-atlantiques (MATRIX), qui a été parrainé conjointement par le USGS Coastal/Marine Hazards and Resources Program (CMHRP), le programme de R&D sur les hydrates de méthane du ministère de l'Énergie, et le Bureau de la gestion de l'énergie océanique, acquis plus de 2, 000 kilomètres (environ 1, 240 milles terrestres) de données sismiques marines qui imagent les caractéristiques d'hydrate de gaz et d'autres structures géologiques sous le fond marin.
L'hydrate de gaz se forme naturellement dans les sédiments du fond marin lorsque le méthane et l'eau se combinent à des pressions modérées et à des températures relativement basses. Les dépôts d'hydrate de gaz ressemblent à de la glace, et ils concentrent d'énormes quantités de méthane dans les océans mondiaux et dans les zones de pergélisol. Sur la marge atlantique américaine, BOEM avait précédemment identifié des accumulations potentielles d'hydrates de gaz en eau profonde qui ont guidé la planification de MATRIX. En réalité, les sédiments des marges continentales marines profondes abritent près de 99 pour cent de l'hydrate de gaz mondial.
L'image de données MATRIX 1 à 3 km (environ 3, 300 à 9, 800 pi) sous le fond marin et fournir de nouvelles informations sur la distribution d'un indicateur sismique clé lié à la présence d'hydrate de gaz. Les données révèlent également des dépôts de gaz peu profonds et des caractéristiques structurelles sous certaines des centaines de suintements de méthane des fonds marins découverts le long de la marge atlantique depuis 2011 et imagent les dépôts de glissements de terrain sous-marins, failles peu profondes, et les marqueurs sédimentaires considérés comme importants dans l'interprétation de l'histoire du bassin de l'océan Atlantique pour éclairer l'évaluation des risques géologiques le long de la côte est.
Pendant MATRICE, Les scientifiques de l'USGS et le personnel opérationnel du CMHRP ont été rejoints par les scientifiques du BOEM, observateurs visuels des espèces protégées, et des techniciens extérieurs à bord du navire de recherche (R/V) Hugh R. Sharp, qui est détenu et exploité par l'Université du Delaware dans le cadre du système de laboratoire océanographique université-national.
Jenny White McKee, scientifique de l'USGS, regarde une bouée acoustique non réutilisable quitter le lanceur lors de la croisière MATRIX 2018 sur le R/V Hugh R. Sharp. La bouée acoustique déploie une antenne utilisée pour transmettre les signaux sismiques reçus au navire sur des fréquences radio à des distances allant jusqu'à 15 km. Crédit : Carolyn Ruppel, USGS.
Jusqu'à quatre canons à air ont été utilisés pour générer l'énergie acoustique pour l'imagerie des sédiments du fond marin. Les signaux sismiques ont été enregistrés par 112 à 160 récepteurs remorqués derrière le navire et disposés dans une banderole pouvant atteindre 1,2 kilomètre (0,75 mille) de long. L'USGS a également déployé 60 bouées acoustiques, qui sont des instruments non réutilisables qui reçoivent des signaux sismiques et transmettent les informations au navire à des distances allant jusqu'à 15 km (9,3 miles).
Renée Orr, Le chef du bureau des ressources stratégiques de BOEM a commenté, « MATRIX a présenté une opportunité d'acquérir des données sismiques modernes pour affiner la compréhension des hydrates de gaz sur la marge atlantique des États-Unis dans des zones que BOEM et l'USGS ont précédemment identifiées comme méritant d'être étudiées. »
Lou Capitanio, responsable de programme pour le programme Méthane Hydrates du DOE, ajouté que, « MATRIX a également représenté une étape importante dans la prise en compte des priorités interagences visant à identifier les gisements d'hydrates de gaz en eaux profondes sur les marges marines des États-Unis. »
Les scientifiques en chef de MATRIX Carolyn Ruppel et Nathan Miller, tous deux géophysiciens marins de l'USGS, crédité d'excellentes conditions météorologiques et d'un courant Gulf Stream favorable comme facteurs clés du succès de la campagne sismique. Les chercheurs ont acquis six lignes sismiques descendant le talus continental depuis la rupture du plateau jusqu'à des eaux aussi profondes que 4, 000 mètres (environ 13, 100 pi) au large du New Jersey, Delaware, Maryland, Virginie, et Caroline du Nord. MATRIX a également réalisé trois lignes de talus continental supérieur et trois lignes d'eau profonde (plus de 2, 700 mètres de profondeur d'eau) lignes orientées parallèlement au littoral dans ce secteur.
Le personnel de l'USGS sur le pont du R/V Hugh R. Sharp lors de la récupération des canons à air sismiques. La flûte qui reçoit les signaux sismiques générés par les canons à air est remorquée derrière le navire et est ici représentée enroulée sur le treuil à droite. Crédit : Carolyn Ruppel, USGS.
John Haines, Coordinateur de programme pour l'USGS CMHRP, a noté que l'effort MATRIX « engageait des scientifiques, technique, et le personnel des opérations à travers notre programme USGS et a marqué la première fois depuis les années 1990 que le CMHRP a mené de manière indépendante un projet sismique à l'échelle régionale avec des sources de canon à air. La collaboration multi-agences qui a contribué au succès de MATRIX est un excellent modèle pour les programmes sismiques marins qui soutiennent les objectifs de recherche liés à la mission. »
En plus du partenariat scientifique entre le projet USGS Gas Hydrates, BICHE, et BOEM, MATRIX a bénéficié du soutien logistique du Scripps Institute of Oceanography, Observatoire de la Terre de Lamont-Doherty, et la Fondation nationale des sciences. Le National Marine Fisheries Service de la National Oceanic and Atmospheric Administration a soutenu la conformité environnementale et l'octroi de permis en vertu de la Marine Mammal Protection Act et de la Endangered Species Act.
Le projet USGS sur les hydrates de gaz se concentre sur le potentiel de ressources énergétiques des hydrates de gaz, l'interaction entre les hydrates et l'environnement, et les connexions entre les hydrates de gaz et les géorisques comme les glissements de terrain sous-marins. MATRIX a produit des données qui, pour les années à venir, faciliter les études dans tous ces domaines et soutenir des analyses plus larges des aléas de la marge, stratigraphie, et structure profonde par l'USGS, d'autres agences, et la communauté universitaire.
