Fonds et reliefs sous-marins
Publié le 30/12/2018
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UNE TERRE IMMERGÉE
La Terre est une sphère aplatie aux pôles. Vue de l'espace, la Terre apparaît bleue car 70% de sa surface sont occupés par les mers et les océans. Ils sont surtout situés dans l'hémisphère sud. La surface des océans est voisine de 360 millions de km1. On connaît trois grands océans : l’océan Pacifique (178 millions de km’), l'océan Atlantique (107 millions de km2) et l'océan Indien (74 millions de km2) auxquels il faut ajouter les océans austral et arctique aux limites imprécises. Les mers et océans représentent 95,5% de la masse totale de l'eau présente sur Terre et dans l'atmosphère. La salinité moyenne de l'eau des océans est de 34,5 g au litre.
L’OCÉAN
Les divers sels dissous dans l'eau de mer proviennent de l’altération, de la destruction et du transport des composants des roches continentales. Les éléments solubles vont se retrouver dans l'eau des
LES NODULES POLYMÉTALLIQUES
Les océanographes ont découvert depuis 1962 une grande concentration de nodules polymétalliques. Vers 5 000 mètres de profondeur, on trouve de véritables champs où des nodules serrés les uns contre les autres, tapissent le fond de l’océan. Généralement de quelques centimètres, ils peuvent atteindre 10 cm de diamètre et sont constitués de manganèse (35%), de cuivre (1%), de nickel (1,5%), de cobalt (1%) déposés autour d'un noyau parfois organique comme une dent de requin. Ces trois derniers composants ont fait naître dans les années soixante-dix de très grands espoirs : on allait pouvoir exploiter ces nodules. Mais très vite, les grands pays industriels comme les États-Unis, la Russie, la Grande-Bretagne ou la France ont dû déchanter. Leur exploitation soulevait des problèmes de droit maritime insolubles d'une part, et d'autre part, les techniques d'exploitation (pompage ou dragage) se heurtent aux contraintes physiques des abysses. Aujourd'hui, plus personne ne songe à exploiter ces gisements potentiels.
fleuves qui alimentent les océans. L'évaporation concentre lentement les divers sels. C'est la raison pour laquelle l'eau de mer est salée. Dans des cas extrêmes, des dépôts salins peuvent même se faire sur le fond. L'eau de mer contient pratiquement tous les éléments naturels ; ils résultent de la destruction des roches formant les continents. On y trouve des éléments dits majeurs : chlore, sodium, magnésium... (Cl, Na, Mg, Co, K, Br, S, Sr, B, F, Si). Même si leur teneur en certains métaux est très faible, les océans en représentent la plus grande réserve mondiale, malheureusement non exploitable pour des raisons économiques. C'est le cas de l’or
Les fosses océaniques
Au fur et à mesure que l'on s'éloigne des dorsales, l'âge du fond des océans est de plus en plus ancien. Cette expansion des fonds océaniques connaît une limite, considérant que le volume de la Terre est constant. Si des fonds nouveaux apparaissent régulièrement, cela signifie qu'ailleurs, les fonds les plus anciens disparaissent : ils sont «recyclé» par la tectonique des plaques. La croûte océanique formée de basalte a une densité moyenne voisine de 3,5. Dans certaines régions du globe cette croûte océanique s'affronte avec une croûte continentale formée de granité dont la densité moyenne est de l'ordre de 2,7. En raison de leur différence de densité, la croûte océanique plonge sous la croûte continentale le long d'une surface inclinée qui peut atteindre 600 km de profondeur (le plan de Benioff), «recyclant» ainsi des roches anciennes. Ce phénomène est appelé «subduction». Vu l'extrême viscosité des matériaux, ce mouvement se fait très lentement (de l'ordre de quelques centimètres par an) entraînant au contact des deux types de croûte une formidable dépression étroite et linéaire que l'on nomme fosse océanique. On rencontre des fosses océaniques surtout autour
du Pacifique. Elles peuvent avoir une profondeur considérable. Il faut aussi signaler que le plan de Benioff est une zone de forte tension qui sera à l'origine de très nombreux tremblements de terre Ils auront une origine de plus en plus
«
peuvent
se mettre en mouvement.
JI se
forme alors une véritable avalanche de
boue qui chemine à plusieurs dizaines
de kilomètres/heure sur plus de cent
kilomètres.
On connaît bien ces
phénomènes pour leurs effets sur
les câbles téléphoniques immergés
au fond des océans (rupture).
Ces
violents courants de boue (turbidites)
s'épanchent à la manière de véritables
avalanches dans les bassins océaniques
et alimentent la sédimentation
profonde.
LES BASSINS OCÉANIQUES
Au pied du talus continental s'étalent
les bassins océaniques, encore appelés
plaines abyssales, qui forment de larges
cuvettes d'une profondeur moyenne de
-4000 m.
Elles s'enfoncent jusqu'à
-5 000 ou -6 000 m en leur centre.
Leur tréfonds est de type basaltique
mais ils sont tapissés de sédiments
variés.
L'eau de ces abysses est froide
(température de quelques degrés,
parfois même négative) et, surtout, elle
supporte de forte pression ce qui
l'empêche de se transformer en glace.
Sa richesse en oxyde de carbone
entraîne une dissolution des
carbonates.
Après leur mort, la coquille
..,
vers le fond des océans.
Près des
continents, nous aurons des sédiments
terrigènes, plus loin ce sont surtout des
vases d'origine organique voire
résultant d'un phénomène chimique.
On peut estimer l'apport détritique
annuel des fleuves dans l'océan à Tectonique
des plaques
Rifl ---�====:;k------------- profonde
au fur et à mesure que l'on
s'éloigne de la côte.
Fosse OCéanique
VOLCANS SOUS-MARINS,
ATOLLS ET GUYOTS
Faille transformante
Dorsale Les
bassins océaniques sont hérissés de
Volcan quelques
reliefs importants, parfois
alignés, qui correspondent à un point
d'activité volcanique.
Tout d'abord on
peut avoir des volcans isolés au milieu
de l'océan et dont la base repose sur le
fond du bassin mais dont la grande
longévité a permis d'atteindre la
surface.
Ainsi 111e Hawaii dont la base
est à une profondeur de près de
5 000 m et dont la hauteur émergeant
est de 4 205 m.
Nous avons un volcan
dont la hauteur totale dépasse 9 000 m.
En partant d'un centre éruptif actuel, on
note qu'en s'éloignant de ce «point
chaud», on trouve une guirlande de
volcans de plus en plus noyés et de f-------------..,...-------------r--------------1 plus en plus anciens.
On rencontre des
42 milliards de tonnes.
Ici et là, les
bassins océaniques sont dominés par
de petites collines.
LES DORSALES OdANIQUES
Peu après la Seconde Guerre mondiale,
des relevés bathymétriques réguliers
furent réalisés entre l'Amérique du
Nord et l'Europe car il existait un intérêt
stratégique pour les sous-marins.
Ces
relevés révélèrent la présence au milieu
de l'océan d'une importante chaîne de
montagnes.
Presque totalement
immergée (sauf, par exemple en
Islande), elle culmine entre -2 000 et
-3 000 m.
D'autres mesures montrèrent
ensuite que la chaîne de montagnes
s'étirait au milieu de l'océan du nord (Spitzberg)
au sud (Antarctique) sur des
milliers de kilomètres.
Par la suite, on démontra que les autres
grands océans étaient aussi parcourus
par d'immenses chaînes de montagnes
linéaires.
Elles sont généralement symétriques
par rapport à leur axe : ce sont les
dorsales ou rides média-océaniques.
Elles sont symbolisées par une
dépression elle-même longitudinale
en forme de gouttière : cette vallée
centrale est appelée «rift>>.
C'est là
que remonte le magma issu de la
fusion du manteau.
Les dorsales
sont des zones de forte séismicité et
de volcanisme intense.
La lave,
essentiellement basaltique, se refroidit
brutalement au contact de l'eau de mer
et s'accumule sur le fond de l'océan
suivant une forme caractéristique.
On parle de lave en coussins.
Ces
éruptions généralement sous-marines
amènent la formation de bandes
parallèles de roches volcaniques.
De temps en temps la dorsale est
brusquement interrompue par une par
rapport au rift.
On a pu remonter
ainsi jusqu'au Jurassique (il y a
180 millions d'années) pour l'océan
Atlantique Nord.
On apporte ainsi une
confirmation de la date de l'ouverture
de l'océan donc de la séparation
Europe-Amérique du Nord.
L'écartement se fait à une vitesse
moyenne de 0,8 à 2,5 cm par an dans
l'océan Atlantique et dans l'océan
Indien.
LES FOSSES OCÉANIQUES
Au fur et à mesure que l'on s'éloigne
des dorsales, l'âge du fond des océans
est de plus en plus ancien.
Cette
expansion des fonds océaniques
connaît une limite, considérant que le
volume de la Terre est constant.
Si des
fonds nouveaux apparaissent
régulièrement, cela signifie qu'ailleurs,
les fonds les plus anciens guirlandes
d11es volcaniques surtout
dans l'océan Pacifique.
Ainsi des
volcans moins élevés, comme l'ile
hawaïenne Molokini, voient leur
rivage ceinturé d'un récif frangeant
rendant impossible l'accès aux navires.
Puis on trouve des volcans encore plus
petits où le récif frangeant s'est mué en
un anneau, le récif barrière qui isole un
lagon.
Enfin le volcan est totalement
submergé et seul subsiste un anneau
�------------"""'--------------1 cassure
transversale, la faille disparaissent
: ils sont «recyclé» par la
tectonique des plaques.
La croûte
océanique formée de basalte a une
densité moyenne voisine de 3,5.
Dans
certaines régions du globe cette croûte
océanique s'affronte avec une croûte
continentale formée de granite dont la
densité moyenne est de l'ordre de 2.7.
En raison de leur différence de densité,
la croûte océanique plonge sous la
croûte continentale le long d'une
surface inclinée qui peut atteindre corallien,
l'atoll, avec un beau lagon
bleu.
Dans la phase ultime, non
seulement le volcan s'est enfoncé sous
l'océan et le récif n'a pas survécu, mais
encore le tout a été arasé : on a alors
un volcan sous-marin encore nommé
«guyotn.
On connaît plus de 2000 de
ces volca ns sous-marins dont le
nombre total est estimé à 20 ooo.
LES
FUMEURS NOIRS
Depuis 1979 et les plongés du sous
marin de recherche I.
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