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    Scientifique au travail :je suis un géologue qui a plongé des dizaines de fois pour explorer des volcans sous-marins

    Le submersible Alvin environ 8, 500 pieds plus bas, étudier les volcans et les éruptions des fonds marins. Crédit :Woods Hole Oceanographic Institutio, Daniel Fornari – Centre WHOI-MISO (www.whoi.edu/miso) et National Science Foundation

    Regarder le ciel nocturne quand j'étais enfant et me demander ce qu'il y avait là-bas a commencé mon voyage vers une carrière qui consiste à plonger dans un vaisseau submersible à l'étroit dans l'obscurité de la mer profonde pour voir ce qu'il y a là-bas.

    A l'âge de 15 ans, J'ai découvert que j'étais déjà trop grand pour tenir dans ces petites capsules spatiales primitives en tant qu'astronaute. Mon attention s'est déplacée vers l'espace intérieur, grâce aux documentaires de Jacques Cousteau, des cartes détaillées des fonds marins et des plongées historiques dans les parties les plus profondes de l'océan dans des submersibles.

    Au collège, J'ai été initié aux merveilles de la géologie et à la façon dont l'expansion du fond marin était l'une des clés pour comprendre la théorie nouvellement développée de la tectonique des plaques. J'étais accro.

    Après avoir obtenu mon doctorat, mon collègue d'études supérieures, Dan Fornari, m'a mis en contact avec des scientifiques de la National Oceanic and Atmospheric Administration qui utilisaient le HOV (Human Occupied Vehicle) Alvin pour étudier la géologie du rift des Galapagos - une crête qui s'étendait où les sources hydrothermales et les communautés animales ont d'abord été découvert à la fin des années 1970. Ils avaient besoin d'un géologue "hard-rock" avec une formation en géologie marine pour collaborer avec eux - et j'étais ravi de rejoindre leur expédition au départ d'Acapulco. Un événement de tectonique des plaques m'a presque empêché de rejoindre la croisière lorsque le tremblement de terre de 1985 à Mexico a retardé mon vol pendant des heures.

    Ma première plongée d'Alvin dans la faille volcanique active était presque indescriptible :effrayante, exaltant, fascinant, fatiguant et l'événement le plus excitant de ma vie à ce point. Bien que la formation pré-croisière par les pilotes d'Alvin soit très approfondie, la peur de l'inconnu a persisté jusqu'à ce que l'écoutille soit fermée et que nous soyons descendus dans l'eau.

    Intérieur de la sphère en titane d'Alvin lors d'une plongée sur l'East Pacific Rise en décembre 2018 montrant le pilote au milieu et deux scientifiques cachés sous l'électronique de chaque côté. Crédit :Woods Hole Oceanographic Institution, Installation nationale de submersion profonde et National Science Foundation

    Que vais-je voir ? Est-ce vraiment dangereux ? La sphère scellée me protégera-t-elle vraiment de la pression d'écrasement en profondeur ? Qu'est-ce que ça fait d'être dans un si petit espace avec deux autres personnes pendant huit heures ? Est-ce que je me souviendrai de tout ce que je suis censé faire ? Est-ce que j'ose boire le café fourni ? A mon grand étonnement, nous retournions à la surface avant que je m'en rende compte – mon niveau d'adrénaline était toujours élevé.

    Cette croisière et les résultats des recherches fructueuses ont marqué le début de ma carrière en tant que l'un des rares géologues à travailler et à étudier les volcans sur les dorsales médio-océaniques. Depuis cette série de plongées en 1985, J'ai fait environ 40 plongées à Alvin à des profondeurs de près de 13, 000 pieds – jusqu'à récemment près de la limite des capacités d'Alvin. Étant donné que chaque plongée passe généralement six heures sur le fond, J'ai passé un total d'environ 10 jours au fond de l'océan – en tant qu'« aquanaute ».

    Se préparer à plonger dans les profondeurs

    Ma préparation de plongée typique commence en fait dans les étapes de planification d'une croisière peu de temps après qu'une expédition est financée et qu'un navire océanographique spécifique est programmé. Le navire de recherche Atlantis est spécialement équipé pour accueillir Alvin et faire fonctionner plusieurs véhicules de submersion profonde au cours d'une seule plongée. La plupart des croisières durent environ un mois, avec environ 20 à 25 plongées prévues à l'avance. Quelques jours avant chaque plongée, les chercheurs étudient les cartes de la zone de plongée, discuter des sites pour l'échantillonnage et les mesures spécifiques.

    La veille de la plongée, les scientifiques préparent chacun un sac (généralement une taie d'oreiller) rempli des vêtements et du matériel d'enregistrement dont ils auront besoin. Cela comprend généralement un chapeau chaud, les pantalons, pull et chaussettes supplémentaires à mettre sur le fond car le sous-marin devient rapidement froid et humide dans l'eau de mer presque glaciale en profondeur. J'essaie de passer une bonne nuit de sommeil car une plongée typique de huit heures peut être épuisante mentalement et physiquement.

    Alvin est lancé au large de la poupe du navire de recherche Atlantis lors d'une récente série de plongées dans le nord-est de l'océan Pacifique. Crédit :Michael Perfit, CC BY-ND

    Je ne mange ou ne bois généralement pas beaucoup le matin d'une plongée et je passe un peu de temps à m'étirer avant de devoir me faufiler dans la "balle, " comme s'appelle l'intérieur de la sphère. Vers 8 heures du matin, Alvin a été vérifié, roulé en position de déchargement et est prêt pour que les trois aquanautes se glissent dans la trappe et s'installent en position.

    Le pilote est assis bien droit au milieu du ballon, tandis que mon collègue et moi sommes cachés de chaque côté sous des racks d'électronique dans une position semi-couchée. Il n'y a pas assez de place pour étendre complètement mes jambes dans cette position. La lourde trappe au-dessus de nous est fermée et étanche à l'air et à l'eau pour maintenir la pression atmosphérique tout au long de la plongée - aucun retour en arrière maintenant.

    Le pilote allume des épurateurs de dioxyde de carbone qui recyclent l'air que nous respirons pendant toute la plongée et ajuste le détendeur qui laisse lentement échapper de l'oxygène supplémentaire dans la sphère. À un peu moins de 6 pieds de haut, Je peux juste me tenir debout derrière l'endroit où est assis le pilote, mais il n'y a de place que pour un. A part me dégourdir les jambes, la plupart du temps, je suis à genoux à regarder par les hublots avant ou latéraux ou à griffonner des notes sur des feuilles d'échantillons.

    Alvin fait des allers-retours alors qu'il est soulevé du pont et s'est balancé au-dessus de l'océan pour être lancé. Ensuite, il y a le son et la sensation réconfortants de notre entrée dans l'océan alors que l'eau de mer commence à recouvrir les cinq petites fenêtres circulaires. Je peux voir les plongeurs de la peau nager autour du sous-marin, vérifier que notre équipement est toujours en place pendant qu'ils débranchent la ligne de récupération du navire.

    Après avoir effectué un certain nombre de tests d'équipement et de sécurité, nous obtenons le OK pour commencer notre descente lente - en descendant à environ 110 pieds par minute, il faudra plus d'une heure pour atteindre 8, 000 pieds. La lumière vive de la surface se reflète sur des millions de petites bulles qui coulent autour d'Alvin alors que nous libérons de l'air pour nous aider à couler. Assez rapidement, les bruits du navire s'estompent et le balancement des vagues de surface s'arrête. Comparé à tout le mouvement et le bruit sur l'Atlantis, l'intérieur d'Alvin est agréablement calme et calme à l'exception du bourdonnement des laveurs d'air et de la musique, choisi par le pilote, jouer en arrière-plan.

    Cheminée hydrothermale de fumeur noir sur la montée du Pacifique Est à 21 degrés N. Une sonde de température d'enregistrement est suspendue à gauche et des échantillonneurs de fluide en titane peuvent être vus en bas à droite. Crédit :Woods Hole Oceanographic Institution et la National Science Foundation

    Alors que nous dérivons régulièrement vers le bas, la lumière à l'extérieur commence rapidement à s'estomper, devenant verdâtre au début, puis lentement bleu très foncé. De minuscules liseuses rouges illuminent l'intérieur de la sphère. Nous gardons les lumières externes d'Alvin éteintes pour économiser l'énergie de la batterie nécessaire pour nous propulser sur le fond. Après 10 minutes, plus de 600 pieds de profondeur, il est presque sans lumière et des centaines d'organismes bioluminescents rougeoyants passent devant les hublots. Ce spectacle de lumière magique me rappelle le ciel nocturne que j'ai contemplé dans ma jeunesse.

    Une demi-heure passe et vers 3h, 300 pieds, nous sommes dans la "zone de minuit" où aucune lumière ne pénètre et la phosphorescence bleu-vert chatoyante semble encore plus lumineuse et plus dramatique. À ce moment, Je me sens à l'aise mais impatient de me mettre au travail sur le fond marin, essayer d'anticiper ce que nous pourrions voir.

    La science au fond de la mer

    En approchant du fond marin, Les lumières externes d'Alvin s'allument et nous effectuons des repérages pour informer le pilote lorsque nous voyons le fond. Pour moi, c'est l'une des parties les plus excitantes et les plus impressionnantes d'une plongée car on ne sait jamais ce qu'il y aura. Très lentement, le fond de l'océan recouvert de lave et de sédiments commence à apparaître comme s'il sortait d'un brouillard dans les phares.

    Sur la plupart de mes plongées, nous atterrissons loin de la zone de rift volcaniquement et hydrothermiquement active pour des raisons de sécurité. Ces zones sont généralement recouvertes de différents types de coulées de lave - oreillers, lobées et nappes saupoudrées de sédiments. Plus près de l'axe de la faille, zones où les lacs de lave se sont remplis, débordé, puis drainé et effondré sont courants. Certaines zones ont des monticules de laves en coussin de cent pieds de haut qui ont suinté des évents ou des murs à pic de plusieurs centaines de pieds de haut qui ont été poussés vers le haut par les forces tectoniques.

    Michael Perfit décrivant les observations lors de sa plongée aux scientifiques à bord d'Atlantis peu après la récupération d'Alvin. Crédit :Daniel Fornari, CC BY-ND

    Dans certaines des zones les plus volcaniques, j'ai trouvé du blanc, des tapis organiques semblables à du coton recouvrant les coulées de lave noire formées par des microbes vivant dans le sous-sol chaud. Parfois, des morceaux d'entre eux sont soufflés vers le haut par des jets d'eau chaude s'écoulant des fissures et des fosses dans les laves. J'ai vu des bouches hydrothermales émettre du noir, fumée riche en soufre, généralement entouré de communautés de vers tubicoles, Crabes, palourdes, moules, crevettes et poissons inhabituels - des créatures qui peuvent survivre à cet environnement extrême à des milliers de pieds sous la surface.

    Pendant six heures au fond, J'indique au pilote où aller et quoi échantillonner ou mesurer en utilisant les deux bras hydrauliques remarquablement agiles mais puissants d'Alvin. Plusieurs caméras numériques fixes et vidéo montées sur le cadre externe d'Alvin enregistrent notre voyage le long du fond marin tandis que des mini-enregistreurs vocaux et des notes manuscrites documentent nos observations. Le temps passe vite et nous obtenons rarement tout ce que nous avions prévu avant que le pilote ne constate que nos batteries sont faibles et laisse tomber des centaines de livres de poids en fer pour nous lancer dans notre transit d'une heure vers la surface.

    Même avec nos vêtements supplémentaires, il fait assez froid à la fin d'une plongée, donc les couvertures supplémentaires sortent et je m'installe généralement avec l'un de nos sandwichs emballés au beurre de cacahuète et à la gelée. La lueur de la lumière annonce notre approche de la surface et j'espère toujours que la mer est restée calme, sinon nous connaîtrons des remous inconfortables en attendant qu'Alvin soit récupéré.

    Une fois à bord d'Atlantis et la trappe ouverte, c'est un soulagement de remplir mes poumons de chaleur, l'air frais et pouvoir à nouveau me dégourdir les jambes. En regardant la reprise, féliciter les plongeurs, en particulier les nouveaux plongeurs, et vérifier les échantillons que nous avons récupérés est un événement en soirée pour les scientifiques.

    Cela fait plus de 45 ans que je fais des recherches sur les caractéristiques géologiques du fond marin et je suis toujours enthousiaste à l'idée de plonger à Alvin. On échantillonne toujours, photographier, filmer et observer, essayant de répondre à des questions sur la formation de plus de 60% de la croûte terrestre. Comment les volcans sous-marins éclatent-ils et de quoi sont-ils faits ? Où et pourquoi les geysers des grands fonds - également connus sous le nom de cheminées hydrothermales - crachent-ils des fluides à 750 degrés ? Et comment la vie s'épanouit-elle dans ces environnements inhospitaliers ?

    Même s'il existe de nombreux sous-marins robotiques sans pilote qui peuvent plonger à des profondeurs plus profondes pendant de plus longues périodes, ce que les scientifiques voient sur les écrans vidéo à bord des véhicules télécommandés ne peut pas se comparer au fait d'être réellement au fond et de le voir en trois dimensions.

    Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.




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