Le fond des océans: des conditions extrêmes

     A partir d'une certaine profondeur dans les océans, la lumière du soleil ne pénètre plus; de ce fait, dans le noir total des fonds marins, la photosynthèse ne peut s'effectuer. De plus les conditions de température avoisinant les 1 à 5 °C et celles de pression couplées à l'absence de photosynthèse empêchent la formation de la vie.

    Par contre, au niveau des dorsales océaniques, on observe des formations géologiques en forme de cheminées dégageant des flux hydrothermaux (de 150 à 350 °C) de métaux en fusion et d'ions que l'on appelle les fumeurs noirs (ou blancs).

PHOTOGRAPHIES DE FUMEURS NOIRS

    Les fonds marins de la Terre sont parcourus par de longues fissures appelées dorsales permettant la dissipation d'une partie de la chaleur de la Terre. Les chercheurs  s'intéressent à ces dorsales car elles représentent un endroit exceptionnel où l'activité du manteau de la Terre peut être observée.

    La chaleur de la Terre est évacuée par hydrothermalisme, qui est 

la dissipation de la chaleur du manteau sous forme d'eau chaude sortant de la croûte océanique par des cheminées (appelées fumeurs), se trouvant dans les dorsales (la puissance ainsi dégagée est équivalente à la puissance d'une centrale nucléaire). Cette eau a deux provenances :

-l 'eau de l'océan qui s'est infiltrée dans la croûte et qui ressort sous l'influence de la chaleur du magma.

-l 'eau contenue dans le manteau et qui ressort également à cause du magma.

Avant de sortir des fumeurs, les éléments métalliques dissous dans cette eau après son passage dans les roches (exemples : Fer, Strontium, Cuivre, Plomb, Baryum, Calcium,...), vont se précipiter. L'étude de ces éléments permet de déterminer la provenance de l'eau des fumeurs.

    Les dorsales constituent une des limites de séparation des plaques océaniques, caractérisée par un relief élevé atteignant parfois la surface comme en Islande ou dans l'Est Africain, et par de nombreux séismes superficiels mais sans séismes profonds. C'est à cet endroit qu'a lieu l'hydrothermalisme ainsi qu'une activité volcanique sous-marine caractérisée par des épanchements de lave formant des "pillows-lavas". Mises les unes à la suite des autres, elles ont une longueur d'environ 60000 kilomètres. Leur activité est plus de 50 fois supérieure à l'activité volcanique terrestre.

Carte présentant les fonds marins du Pacifique :

Dans les dorsales se manifestent un certain nombre d'activités : volcaniques, sismiques, la tectonique hydrothermale... Tous ces phénomènes sont liés les uns aux autres. En effet, le volcanisme sous-marin est dû aux mouvements des plaques. Les contacts entre celles-ci ont en effet lieu au niveau des dorsales et des zones de subduction. C'est également au niveau des dorsales qu'a lieu la formation de la nouvelle croûte terrestre. Il s'y forme de 1 à 18 cm de croûte par an et par dorsale.

Comment fonctionnent ces fumeurs? 

C'est ce que nous pouvons expliquer grâce au schéma suivant :

Explication du schéma:

• Première phase: entrée d'eau de mer dans la croûte océanique par des failles

• Ensuite, réaction en profondeur des composés du basalte avec le flux entrant d’eau de mer : réductions…

• Puis un fluide hydrothermal se forme après les réactions et différentes cheminées se forment selon la chaleur (courbe isotherme) :

        -20 a 100° C : fumeur blanc : dégagement gazeux + laves en coussin

        - 350°C (max) : fumeur noirs : dégagement de solide puis sédimentation 

•   A la sortie des cheminées il y a dégagement gazeux et sédimentation :des solides se précipitent (FeS,FeS₂,CuFeS₂).Ces éléments vont précipiter autour des cheminées dans un ordre dû essentiellement au gradient de température.

    On peut voir les fumeurs noirs de profil avec ce schéma:

Après avoir étudié le fonctionnement des fumeurs noirs, on peut se demander si ces conditions caractéristiques aux fumeurs permettent ou non la vie.