Enquête sur les sources hydrothermales récemment découvertes à des profondeurs de 3 000 mètres au large du Svalbard

Des sources hydrothermales peuvent être trouvées partout dans le monde, à la jonction des plaques tectoniques dérivantes. Mais il reste encore de nombreux champs hydrothermaux à découvrir. Lors d’une expédition en 2022 du MARIA S. MERIAN, le premier champ de sources hydrothermales sur la crête Knipovich de 500 kilomètres de long au large des côtes du Svalbard a été découvert.

Une équipe internationale de chercheurs de Brême et de Norvège, dirigée par le professeur Gerhard Bohrmann du MARUM – Centre des sciences de l’environnement marin et du département des géosciences de l’université de Brême, rapporte aujourd’hui cette découverte dans la revue Rapports scientifiques.

Les sources hydrothermales sont des suintements au fond de la mer d’où s’échappent des liquides chauds. « L’eau pénètre dans le fond de l’océan où elle est réchauffée par le magma. L’eau surchauffée remonte ensuite vers le fond de la mer par des fissures et des crevasses. Au cours de sa remontée, le fluide s’enrichit de minéraux et de matériaux dissous dans les roches de la croûte océanique. Ces fluides s’échappent souvent au fond de la mer par des cheminées tubulaires appelées « fumeurs noirs », où des minéraux riches en métaux sont ensuite précipités », explique le professeur Gerhard Bohrmann de MARUM et scientifique en chef de l’expédition MARIA S. MERIAN (MSM 109).

À plus de 3 000 mètres de profondeur, le submersible télécommandé MARUM-QUEST a prélevé des échantillons du champ hydrothermal récemment découvert. Nommé d’après Jøtul, un géant de la mythologie nordique, le champ est situé sur la crête de Knipovich, longue de 500 kilomètres.

La crête se situe dans le triangle formé par le Groenland, la Norvège et le Svalbard, à la limite des plaques tectoniques nord-américaine et européenne. Ce type de limite de plaques, où deux plaques s’écartent, est appelé crête d’étalement.

Le champ de Jøtul est situé sur une crête à propagation extrêmement lente, avec un taux de croissance des plaques inférieur à deux centimètres par an. Comme on sait très peu de choses sur l’activité hydrothermale sur les crêtes à propagation lente, l’expédition s’est attachée à obtenir une vue d’ensemble des fluides qui s’échappent, ainsi que de la taille et de la composition des fumeurs actifs et inactifs du champ.

“Le champ Jøtul est une découverte d’intérêt scientifique non seulement en raison de son emplacement dans l’océan, mais également en raison de son importance climatique, qui a été révélée, entre autres, par notre détection de concentrations très élevées de méthane dans les échantillons de fluide”, rapporte Gerhard Bohrmann.

Les émissions de méthane provenant des sources hydrothermales indiquent une interaction vigoureuse du magma avec les sédiments. Au cours de son parcours dans la colonne d’eau, une grande partie du méthane est convertie en dioxyde de carbone, ce qui augmente la concentration de CO₂ dans l’océan et contribue à l’acidification, mais il a également un impact sur le climat lorsqu’il interagit avec l’atmosphère.

La quantité de méthane du champ de Jøtul qui finit par s’échapper directement dans l’atmosphère, où il agit alors comme gaz à effet de serre, doit encore être étudiée plus en détail. On sait également peu de choses sur les organismes vivant par chimiosynthèse dans le champ Jøtul. Dans l’obscurité des profondeurs océaniques, où la photosynthèse ne peut pas avoir lieu, les fluides hydrothermaux constituent la base de la chimiosynthèse, utilisée par des organismes très spécifiques en symbiose avec des bactéries.

Afin d’approfondir les informations relativement rares disponibles sur le champ de Jøtul, une nouvelle expédition du MARIA S. MERIAN débutera à la fin de l’été de cette année sous la direction de Gerhard Bohrmann. L’objectif de l’expédition est l’exploration et l’échantillonnage de zones encore inconnues du champ de Jøtul. Grâce aux nombreuses données du champ de Jøtul, il sera possible d’établir des comparaisons avec les quelques champs hydrothermaux déjà connus dans la province arctique, tels que le champ Aurora et le château de Loki.

L’étude publiée fait partie du pôle d’excellence de Brême « Le fond océanique – l’interface inexplorée de la Terre », qui explore les processus complexes sur le fond marin et leurs impacts sur le climat mondial. Le champ Jøtul jouera également un rôle important en tant qu’objet de recherche future au sein du cluster.