La limite où la croûte terrestre cède la place au manteau inexploré a été détectée pour la première fois en 1909, en raison d'un changement dans le voyage des ondes sismiques. Nommée frontière Moho pour Andrija Mohorovicic, qui a écouté ces ondes sismiques, la frontière croûte-manteau est une frontière qui reste insaisissable et convaincante - abritant des indices alléchants quant à l'histoire de la formation de la Terre - alors même que nos technologies poussent dans les confins de le système solaire et au-delà.
Les premières tentatives sérieuses pour sonder la frontière de Moho se sont échouées à la fin des années 1950. Désormais, la technologie déjà utilisée sur un navire japonais, combinée à un programme de fouille américain déjà en cours, pourrait enfin porter ses fruits. Damon Teagle et Benoît Ildefonse ont écrit sur les efforts en cours pour un article dans la revueLa nature, sorti aujourd'hui.
Teagle est au National Oceanography Centre de l'Université de Southampton au Royaume-Uni et Ildefonse à l'Université Montpellier en France. Ce sont des co-scientifiques en chef d'une expédition appelée IODP Expedition 335, «pour obtenir pour la première fois une section de la croûte océanique inférieure - le matériau se trouvant juste au-dessus du manteau», écrivent-ils.
L'IODP utilise le navire américain JOIDES Resolution, illustré ci-dessus, qui forera d'avril à juin de cette année au large des côtes du Costa Rica.
«Ce site se trouve dans la croûte océanique qui s'est formée très rapidement - à plus de 20 centimètres par an, beaucoup plus rapidement que toute formation de croûte actuelle», écrivent les co-auteurs. «Cela rend la croûte supérieure beaucoup plus mince qu'ailleurs, il est donc possible d'atteindre les parties inférieures sans avoir à forer très profondément. Trois expéditions précédentes vers le trou 1256D se sont déroulées à plus de 1,5 kilomètre sous le fond marin, dans la zone de transition entre les digues et les gabbros. »
Ce printemps, ils espèrent le pousser encore 400 mètres et récupérer les gabbros de la croûte inférieure, "qui seront les types de roches les plus profondes jamais extraites sous le plancher océanique", même si le trou le plus profond a atteint 2 111 mètres sous l'est du Pacifique au large de Colombie, écrivent-ils.
Teagle et Ildefonse notent que certains morceaux du manteau ont été projetés à la surface de la Terre lors de la construction de montagnes tectoniques et éjectés des volcans et des digues du fond marin. Ces échantillons ont fourni des indices sur la composition du manteau, mais ils ne révèlent pas la variabilité du manteau - et tous les échantillons ont été modifiés par les processus qui les ont révélés.
Ils disent que la mission de l'IODP devrait aider à régler de nombreux débats, y compris la formation de la croûte au milieu des dorsales océaniques, la façon dont le magma du manteau est introduit dans la croûte inférieure, la géométrie et la vigueur de la façon dont l'eau de mer peut tirer la chaleur de l'océan inférieur. croûte et la contribution de la croûte inférieure aux anomalies magnétiques marines. Le projet fournira également «un nouvel élan et la confiance dans le forage de la croûte océanique profonde», écrivent Teagle et Ildefonse - mais il atteindra une profondeur bien inférieure à ce qui sera nécessaire pour atteindre réellement la frontière de Moho. Il se produit au moins 30 kilomètres (18 miles) sous les continents mais seulement 6 kilomètres (3,7 miles) sous les mers.
C’est là que Chikyu entre en jeu. Lancé en 2002, «Chikyu est un navire géant, capable de transporter 10 kilomètres de tuyaux de forage, et est équipé pour le forage ascendant dans 2,5 kilomètres d’eau», écrivent les auteurs. Bien que Chikyu ne puisse pas encore parcourir toute la distance, sa conception est suffisamment avancée pour être la rampe de lancement de tels efforts:
"Le navire a un système de colonne montante: un tuyau extérieur entoure le train de tiges - le tuyau en acier à travers lequel les carottes sont récupérées", écrivent les co-auteurs. «La boue de forage et les déblais sont renvoyés vers le navire dans l'espace entre les deux tuyaux. Cela aide à recycler la boue de forage, à contrôler ses propriétés physiques et la pression à l'intérieur du trou de forage et à stabiliser les parois du forage. »
Teagle et Ildefonse disent que le programme de forage idéal pour atteindre la limite du manteau aura lieu dans l'un des trois endroits - au large des côtes d'Hawaï, de la Basse-Californie et du Costa Rica - où l'eau est la moins profonde, sur la croûte la plus froide possible. Où que cela arrive et comment cela se produit, écrivent-ils, cela vaudra la peine de le faire:
«Le forage jusqu'au manteau est l'entreprise la plus difficile de l'histoire des sciences de la Terre. Il fournira un héritage de connaissances scientifiques fondamentales, d'inspiration et de formation à la prochaine génération de géoscientifiques, d'ingénieurs et de technologues. »
Source: Nature. Voir aussi les sites Web de Chikyu et JOIDES.
