QUE SONT LES TRANCHÉES OCÉANIQUES? - ENVIRONNEMENT - 2024

Les tranchées océaniques sont des profondeurs sur le fond marin qui se forment à la suite de l'activité des plaques tectoniques de la Terre, qui sont poussées les convergentes l'une sous l'autre.

Ces dépressions longues et étroites en forme de V sont les parties les plus profondes de l'océan et se trouvent dans le monde entier, atteignant des profondeurs d'environ 10 kilomètres sous le niveau de la mer.

Les tranchées les plus profondes se trouvent dans l'océan Pacifique et font partie du soi-disant «anneau de feu» qui comprend également des volcans actifs et des zones sismiques.

La tranchée océanique la plus profonde est la fosse des Mariannes située près des îles de la mer avec une longueur de plus de 1580 miles ou 2542 kilomètres, 5 fois plus longue que le Grand Canyon dans le Colorado, aux États-Unis et en moyenne, elle n'est que de 43 miles (69 kilomètres) de large.

Là se trouve le Challenger Abyss, qui à 10911 mètres est la partie la plus profonde de l'océan. De même, les tombes des Tonga, Kuril, Kermadec et Philippine ont plus de 10 000 mètres de profondeur.

En comparaison, le mont Everest est à 8848 mètres au-dessus du niveau de la mer, ce qui signifie que la fosse des Mariannes, à son point le plus profond, a plus de 2000 mètres de profondeur.

Les tranchées océaniques occupent la couche la plus profonde de l'océan. La pression intense, le manque de soleil et les températures glaciales de cet endroit en font l'un des habitats les plus uniques sur Terre.

Comment se forment les tranchées océaniques?

Les fosses sont formées par subduction, un processus géophysique dans lequel deux ou plusieurs plaques tectoniques de la Terre convergent et la plaque la plus ancienne et la plus dense est poussée sous la plaque plus légère provoquant le fond de l'océan et la croûte externe (la lithosphère) à courbe et forme une pente, une dépression en forme de V.

Zones de subduction

En d'autres termes, lorsque le bord d'une plaque tectonique dense rencontre le bord d'une plaque tectonique moins dense, la plaque plus dense se courbe vers le bas. Ce type de frontière entre les couches de la lithosphère est appelé convergent. L'endroit où les sous-conduits de plaques les plus denses s'appelle la zone de subduction.

Le processus de subduction rend les tranchées dynamiques des éléments géologiques, étant responsables d'une partie importante de l'activité sismique de la Terre et elles sont souvent l'épicentre de grands tremblements de terre, y compris certains des plus grands tremblements de terre jamais enregistrés.

Certaines tranchées océaniques sont formées par subduction entre une plaque qui porte la croûte continentale et une plaque qui porte la croûte océanique. La croûte continentale flotte toujours plus que la croûte océanique et cette dernière se subductera toujours.

Les tranchées océaniques les plus connues sont le résultat de cette frontière entre des plaques convergentes. La tranchée Pérou-Chili au large de la côte ouest de l'Amérique du Sud est formée par la croûte océanique de la plaque de Nazca qui se subduit sous la croûte continentale de la plaque sud-américaine.

La fosse Ryukyu, qui s'étend du sud du Japon, est formée de telle manière que la croûte océanique de la plaque philippine est subductée sous la croûte continentale de la plaque eurasienne.

Les tranchées océaniques peuvent rarement se former lorsque deux plaques portant une croûte continentale se rencontrent. La fosse des Mariannes, dans l'océan Pacifique Sud, se forme lorsque la puissante plaque du Pacifique se subduit sous la plaque plus petite et moins dense des Philippines.

Dans une zone de subduction, une partie du matériau en fusion, qui était auparavant le fond de l'océan, est généralement soulevée à travers des volcans situés près de la fosse. Les volcans créent fréquemment des arches volcaniques, une île de la chaîne de montagnes parallèle à la tranchée.

La tranchée des Aléoutiennes est formée à l'endroit où la plaque du Pacifique se subdivise sous la plaque nord-américaine dans la région arctique entre l'État de l'Alaska aux États-Unis et la région russe de Sibérie. Les îles Aléoutiennes forment un arc volcanique qui coule au large de la péninsule de l'Alaska et juste au nord de la fosse des Aléoutiennes.

Toutes les tranchées océaniques ne se trouvent pas dans le Pacifique. La fosse de Porto Rico est une dépression tectonique complexe qui est en partie formée par la zone de subduction des Petites Antilles. Ici, la croûte océanique de l'immense plaque nord-américaine est subduite sous la croûte océanique de la plus petite plaque caribéenne.

Pourquoi les tranchées océaniques sont-elles importantes?

La connaissance des tranchées océaniques est limitée en raison de leur profondeur et de leur éloignement, mais les scientifiques savent qu'elles jouent un rôle important dans notre vie terrestre.

Une grande partie de l'activité sismique mondiale a lieu dans des zones de subduction, ce qui peut avoir un effet dévastateur sur les communautés côtières et plus encore sur l'économie mondiale.

Les tremblements de terre des fonds marins générés dans les zones de subduction ont été responsables du tsunami de l'océan Indien en 2004 et du tremblement de terre et du tsunami de Tohoku au Japon en 2011.

En étudiant les tranchées océaniques, les scientifiques peuvent comprendre le processus physique de subduction et les causes de ces catastrophes naturelles dévastatrices.

L'étude des tranchées permet également aux chercheurs de comprendre les formes nouvelles et diverses d'adaptation des organismes des eaux profondes à leur environnement, qui peuvent détenir la clé des progrès biologiques et biomédicaux.

L'étude de la façon dont les organismes des eaux profondes se sont adaptés à la vie dans leurs environnements difficiles peut aider à faire progresser la compréhension dans de nombreux domaines de recherche divers, des traitements du diabète aux améliorations des détergents.

Les chercheurs ont déjà découvert des microbes qui habitent les évents hydrothermaux en haute mer et qui ont un potentiel en tant que nouvelles formes d'antibiotiques et de médicaments anticancéreux.

De telles adaptations peuvent également détenir la clé pour comprendre l'origine de la vie dans l'océan, alors que les scientifiques examinent la génétique de ces organismes pour reconstituer le puzzle de l'histoire de la façon dont la vie se développe entre les écosystèmes isolés et finalement à travers les écosystèmes. les océans du monde.

Des recherches récentes ont également révélé des quantités importantes et inattendues de matière carbonée s'accumulant dans les fosses, ce qui pourrait suggérer que ces régions jouent un rôle important dans le climat de la Terre.

Ce carbone est confisqué dans le manteau terrestre par subduction ou consommé par les bactéries de la fosse.

Cette découverte présente des opportunités pour une étude plus approfondie du rôle des tranchées à la fois en tant que source (via les volcans et autres processus) et en tant que réservoir dans le cycle du carbone de la planète qui peut influencer la façon dont les scientifiques comprennent et prédisent finalement. l'impact des gaz à effet de serre d'origine humaine et du changement climatique.

Le développement de nouvelles technologies en eaux profondes, des submersibles aux caméras et capteurs et échantillonneurs, offrira de grandes opportunités aux scientifiques pour étudier systématiquement les écosystèmes de tranchées sur de longues périodes de temps.

Cela nous permettra éventuellement de mieux comprendre les tremblements de terre et les processus géophysiques, d'examiner comment les scientifiques comprennent le cycle mondial du carbone, de fournir des pistes pour la recherche biomédicale et de contribuer potentiellement à de nouvelles perspectives sur l'évolution de la vie sur Terre.

Ces mêmes progrès technologiques créeront de nouvelles capacités pour les scientifiques d'étudier l'océan dans son ensemble, des côtes éloignées à l'océan Arctique recouvert de glace.

La vie dans les tranchées océaniques

Les tranchées océaniques font partie des habitats les plus hostiles de la planète. La pression est plus de 1000 fois la surface et la température de l'eau est légèrement au-dessus du point de congélation. Peut-être plus important encore, la lumière du soleil ne pénètre pas dans les tranchées océaniques les plus profondes, ce qui rend la photosynthèse impossible.

Les organismes qui vivent dans les tranchées océaniques ont évolué avec des adaptations inhabituelles pour prospérer dans ces canyons froids et sombres.

Leur comportement est un test de la soi-disant «hypothèse d'interaction visuelle» qui dit que plus la visibilité d'un organisme est grande, plus il doit dépenser d'énergie pour chasser les proies ou repousser les prédateurs. En général, la vie dans les tranchées sombres de l'océan est isolée et lente.

Pression

La pression au fond du Challenger Abyss, l'endroit le plus profond du monde, est de 703 kilogrammes par mètre carré (8 tonnes par pouce carré). Les grands animaux marins tels que les requins et les baleines ne peuvent pas vivre dans cette profondeur écrasante.

De nombreux organismes qui prospèrent dans ces environnements à haute pression n'ont pas d'organes qui se remplissent de gaz, comme les poumons. Ces organismes, dont beaucoup sont liés aux étoiles de mer ou aux méduses, sont principalement constitués d'eau et de matériaux ressemblant à de la gelée qui ne peuvent pas être écrasés aussi facilement que les poumons ou les os.

Beaucoup de ces créatures naviguent suffisamment bien dans les profondeurs pour effectuer une migration verticale de plus de 1000 mètres à partir du fond des tranchées chaque jour.

Même les poissons dans les fosses profondes ressemblent à de la gelée. De nombreuses espèces d'escargots à tête bulbe, par exemple, vivent au fond de la fosse des Mariannes. Les corps de ces poissons ont été comparés à des mouchoirs jetables.

Sombre et profond

Les tranchées océaniques peu profondes ont moins de pression, mais peuvent toujours être en dehors de la zone de lumière du soleil, où la lumière pénètre dans l'eau.

De nombreux poissons se sont adaptés à la vie dans ces tranchées sombres de l'océan. Certains utilisent la bioluminescence, c'est-à-dire qu'ils produisent leur propre lumière pour vivre afin d'attirer leur proie, de trouver un partenaire ou de repousser le prédateur.

Filets alimentaires

Sans photosynthèse, les communautés marines dépendent principalement de deux sources inhabituelles de nutriments.

Le premier est «la neige marine». La neige marine est la chute continue de matière organique depuis les hauteurs de la colonne d'eau. La neige marine est principalement un déchet, y compris les excréments et les restes d'organismes morts tels que les poissons ou les algues. Cette neige marine riche en nutriments nourrit des animaux tels que les concombres de mer ou les calmars vampires.

Une autre source de nutriments pour les réseaux trophiques des tranchées océaniques ne provient pas de la photosynthèse mais de la chimiosynthèse. La chimiosynthèse est le processus par lequel les organismes des tranchées océaniques, comme les bactéries, transforment des composés chimiques en nutriments organiques.

Les composés chimiques utilisés dans la chimiosynthèse sont le méthane ou le dioxyde de carbone expulsé des évents hydrothermaux qui libèrent leurs gaz et fluides chauds et toxiques dans l'eau glaciale de l'océan. Un animal commun qui dépend des bactéries chimiosynthétiques pour se nourrir est le ver à tube géant.

Explorer les tombes

Les tranchées océaniques restent l'un des habitats marins les plus insaisissables et les moins connus. Jusqu'en 1950, de nombreux océanographes pensaient que ces tranchées étaient des environnements immuables sur le point d'être sans vie. Aujourd'hui encore, une grande partie de la recherche sur les tranchées océaniques est basée sur des échantillons de fond océanique et des expéditions photographiques.

Cela change lentement à mesure que les explorateurs creusent profondément, littéralement. Le Challenger Deep, au fond de la fosse des Mariannes, se trouve au fond de l'océan Pacifique près de l'île de Guam.

Seules trois personnes ont visité le Challenger Abyss, la tranchée océanique la plus profonde du monde: un équipage franco-américain (Jacques Piccard et Don Walsh) en 1960 atteignant une profondeur de 10916 mètres et l'explorateur en résidence du National Geographic James Cameron en 2012 atteignant 10 984 mètres (deux autres expéditions sans pilote ont également exploré le Challenger Abyss).

L'ingénierie des submersibles pour explorer les tranchées océaniques présente un large éventail de défis uniques.

Les submersibles doivent être incroyablement forts et robustes pour lutter contre les forts courants océaniques, la visibilité nulle et la haute pression de la fosse des Mariannes.

Développer l'ingénierie pour transporter des personnes en toute sécurité, ainsi que des équipements délicats, est un défi encore plus grand. Le sous-marin qui a amené Piccard et Walsh au Challenger Deep, l'extraordinaire Trieste, était un navire inhabituel connu sous le nom de bathyscaphe (un sous-marin pour explorer les profondeurs de l'océan).

Le submersible de Cameron, Deepsea Challenger, a relevé avec succès les défis d'ingénierie de manière innovante. Pour lutter contre les courants océaniques profonds, le sous-marin a été conçu pour tourner lentement en descendant.

Les lumières du sous-marin n'étaient pas faites d'ampoules à incandescence ou fluorescentes, mais plutôt de tableaux de minuscules LED qui éclairaient une zone d'environ 100 pieds.

Peut-être plus surprenant, le Deepsea Challenger lui-même a été conçu pour être compressé. Cameron et son équipe ont créé une mousse synthétique à base de verre qui a permis au véhicule de se comprimer sous la pression de l'océan. Le Deepsea Challenger est revenu à la surface 7,6 centimètres plus petit que lors de sa descente.

Références

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