Voir à travers la mer
La lumière du soleil pénétrant dans l’océan ne voyagera qu’à environ 200 mètres sous la surface avant qu’il n’en reste presque plus, laissant les parties les plus profondes de nos océans dans l’obscurité perpétuelle. Alors que ces vastes régions de notre Terre pourraient être hors de vue, sur R/V Langseth, ils ne sont ni perdus de vue ni oubliés, grâce à un échosondeur multifaisceaux qui éclaire jusqu’au fond marin. Il s’agit de l’un des nombreux ensembles de données géophysiques supplémentaires que nous recueillons en mer et qui complètent les portion sismique de source contrôlée de l’expédition.
L’échosondeur multifaisceaux est un instrument très sensible qui est monté sur la coque du navire et émet une onde sonore complexe qui traverse la colonne d’eau, se reflète sur le fond marin et est enregistrée sur le navire – tout comme lorsque vous criez ” echo” dans un grand canyon et écoutez votre propre réponse. Le temps nécessaire à l’onde sonore pour traverser la colonne d’eau est utilisé pour déterminer la profondeur du fond marin. Cependant, nous avons besoin de contraintes sur la vitesse du son à travers la colonne d’eau pour déterminer plus précisément la profondeur du fond marin, et la vitesse à laquelle le son se propage dans l’eau est influencée par la température. Lors de cette expédition, nous avons utilisé un bathythermographe jetable, ou “XBT” en abrégé, pour mesurer la température de la colonne d’eau afin de contraindre précisément la profondeur au fond marin.
Vue intérieure d’un tube bathythermographe jetable, montrant la petite sonde qui nous aide à extraire la vitesse du son dans l’océan pour mieux limiter la profondeur de l’eau sous le R/V Langseth. Photo de Brian Boston
Une simple onde sonore ne nous donnerait qu’un point sous le navire, couvrant à peine le fond marin, et prenant beaucoup plus de temps pour acquérir le même type d’ensemble de données que nous avons maintenant. Au lieu de cela, R/V de Langseth L’échosondeur multifaisceaux émet une onde acoustique en forme d’éventail sous le navire et peut extraire des informations directionnelles de l’onde sonore de retour pour produire une bande de profondeurs avec des centaines de points de données par onde sonore. Étant donné que l’angle de décollage du ventilateur est fixé au navire, la profondeur de l’eau détermine principalement la quantité de fond marin que nous pourrons observer dans l’espace. Dans les eaux moins profondes, l’onde acoustique n’a pas la possibilité de se propager aussi loin, produisant une bande de points de données plus étroite. Cela peut être facilement vu ci-dessous, où nous traçons certaines de nos données traversant la tranchée, allant d’environ 100 mètres de profondeur près du rivage à plus de 5 000 mètres au niveau de la tranchée.
Une journée de travail pour le sondeur multifaisceaux de Langseth. Le tracé à code couleur de la profondeur du fond marin expose une large section de la tranchée, la zone de fauchée se rétrécissant rapidement lorsque nous entrons dans des eaux moins profondes. Les scientifiques à bord de Langseth ont examiné chaque ping des données multifaisceaux pour s’assurer que les données sont de haute qualité et pour supprimer tout bruit indésirable. Figurine de Brian Boston
Nous utilisons les données non seulement pour trouver où se trouve le fond marin, mais pour nous aider à comprendre les processus géologiques locaux qui se produisent dans la région. Avec ces données de profondeur, nous pouvons trouver des canyons traversant un avant-arc escarpé, l’axe étroit des tranchées, un tissu de collines abyssales et des monts sous-marins jonchant le fond marin. Pour mieux démontrer à quel point certaines de ces caractéristiques du fond marin sont incroyables, nous pouvons prendre un seul profil de la tranchée vers le rivage et le comparer à une caractéristique terrestre, telle que la chaîne de montagnes des Andes :
Ce profil est extrait de la bathymétrie de l’image précédente. Il compare la tranchée au large du Mexique (ligne bleue) à l’élévation des Andes (ligne rouge) et à travers le mont Aconcagua, le point culminant des Amériques, à un même point de départ relatif (ligne grise). Non seulement notre région au large correspond presque à l’une des plus grandes chaînes de montagnes de la Terre, mais elle atteint ces hauteurs sur près de la moitié de la distance. Figurine de Brian Boston
Brian Boston est chercheur associé au Lamont-Doherty Earth Observatory de l’Université de Columbia.
