Là où l’océan s’est ouvert

Les frontières qui intéressent ces chercheurs ne sont pas géopolitiques. Ce sont celles qui séparent la croûte terrestre en blocs : des océans et des continents. Du 19 septembre au 17 octobre dernier, le navire de recherche Marion Dufresne a embarqué des scientifiques et techniciens de l’Ifremer(1) et de l’IUEM(2) (Brest), avec des confrères allemands(3) et portugais(4), au large du Mozambique. Ils ont étudié une “marge passive” : à cet endroit, le supercontinent Gondwana s’est cassé, il y a près de 200 millions d’années, pour donner naissance à un océan, entre l’Afrique et l’Antarctique.

« Nous voulons savoir comment s’effectue le passage de la croûte continentale, de 30 à 40 km d’épaisseur, à une croûte océanique, quatre fois plus fine, qui n’a pas la même composition », explique Daniel Aslanian. Ce géologue du laboratoire de géodynamique et de géophysique, à l’Ifremer, a monté la campagne MoBaMasis(5) avec la géophysicienne Frauke Klingelhoefer, du même laboratoire, et leurs collègues européens. Plusieurs modèles expliquent la formation des croûtes océaniques. Il peut s’agir d’un étirement, à l’image d’un chewing-gum. Ou bien la croûte continentale s’est cassée en oblique, dans l’épaisseur... comme une gomme cisaillée au cutter. Dans ces modèles, le volume de croûte au départ est le même qu’à l’arrivée. L’amincissement est lié au mouvement horizontal et il n’y a pas d’action du manteau terrestre, en dessous. Mais des observations montrent que ces modèles ne fonctionnent pas ! Depuis 2000, les chercheurs de l’Ifremer, spécialistes des marges, veulent les faire évoluer.

Sous les montagnes

« Nous proposons un schéma de formation de ces marges, qui vient d’être soumis à publication, où l’amincissement de la croûte océanique est lié à des mélanges et des flux de la croûte inférieure vers le manteau. » Le problème est complexe. La marge se forme souvent sous d’anciennes montagnes comprimées, qui intègrent toutes sortes de roches. Des sédiments la font plonger. La première croûte océanique peut se former vite (jusqu’à 20cm d’expansion par an) ou très lentement (1mm/an)... et les évolutions thermiques sont différentes. Pour cerner le problème, le laboratoire brestois s’intéresse à ce qu’il s’est passé avant et après la cassure, mais aussi à plusieurs marges à la fois, dont celle qui s’est formée en même temps, de l’autre côté de l’océan, en Antarctique.

La mission MoBaMasis

a apporté son lot d’informations(6) sur la genèse des marges. À bord du Marion Dufresne, les scientifiques ont réalisé cinq “profils sismiques”, des vues en coupe du sous-sol marin, comme des radiographies médicales, sur plusieurs dizaines de kilomètres d’épaisseur. Ils ont utilisé des canons à air : « quand ça explose, tout résonne dans le bateau ! Pour un profil sismique, nous tirons parfois toutes les 20 secondes, pendant un jour et demi, et sans arrêt la nuit. » Pour mesurer le temps de parcours de l’onde à travers le sous-sol, les géologues ont d’abord déposé 24 sismomètres au fond de l’eau, sous 100 à 3000m d’eau. Et d’autres scientifiques quadrillaient la côte du Mozambique, en 4x4, pour disposer des stations terrestres, enregistrant la propagation des ondes.

Poussés par les pétroliers

Ces recherches n’intéressent pas seulement les géologues, mais aussi... les groupes pétroliers. Pour trouver des réservoirs, de plus en plus profonds, ils ont besoin de modèles morphologiques et thermiques des marges. « Les groupes pétroliers poussent les scientifiques à travailler sur ces modèles. Nous sommes sollicités par Total et par Pétrobras, le “Total” brésilien. » Ces zones sous-marines sont en effet précieuses : plus de 30% du pétrole mondial s’y cache.