Surprise sous le manteau !

Il y a quatre ans, Arnaud Agranier, géochimiste du Laboratoire domaines océaniques de l’IUEM(1), participait à la campagne océanographique Parisub(2), au large du Mexique... À cet endroit, un “point chaud” est à l’origine d’un petit alignement de volcans sous-marins qui vient recouper l’axe de la dorsale océanique, véritable chaîne de montagnes volcaniques qui traverse l’océan Atlantique sur plus de 8000 km. C’est là que se crée en permanence le plancher océanique, qui sera plus tard recyclé dans le manteau terrestre, situé plusieurs dizaines de kilomètres au-dessous, au niveau des zones de subduction. L’objectif des chercheurs : récolter des échantillons des laves qui constituent l’essentiel de ce plancher. Ces roches (des basaltes) sont produites par la fusion du manteau.

Deux cents échantillons

Comme il est impossible de forer jusque dans ce manteau, trop profond, connaître la composition du plancher océanique est la seule façon d’obtenir des indications sur la chimie de cette enveloppe. L’équipe de Parisub est revenue à Brest avec plus de deux cents échantillons. Cent vingt ont été analysés de 2010 à 2013 par Bérangère Mougel dans le cadre de son doctorat(3).

Une fois au laboratoire, les morceaux de roches sont systématiquement dissous en solution par les géochimistes, grâce à des acides très puissants. Puis, des gouttes microscopiques de ces échantillons sont passées au crible d’appareils ultrasophistiqués (spectromètres de masse...) capables de lire la signature chimique des roches. Les chercheurs s’intéressent particulièrement à la composition isotopique des laves, qui permet de remonter aux roches sources dont elles sont issues.

Des roches liquéfiées

Et surprise... Publiés en juillet dernier(4), les résultats de Bérengère et Arnaud montrent que les laves de la campagne Parisub ont conservé dans leur chimie le “fantôme” d’anciennes roches continentales... « Cette découverte rejoint une hypothèse émise en 2012 par un chercheur américain(5), précise Arnaud Agranier. Il avait imaginé qu’à certains endroits la croûte continentale arrive à se mélanger avec le manteau. Dans des zones où elle est riche en pyroxenites à sulfures qui sont des roches très denses capables de rivaliser avec la densité du manteau. Mais il n’en avait pas trouvé la preuve. »

L’œil du chercheur

C’est chose faite aujourd’hui grâce aux échantillons prélevés minutieusement par les chercheurs. Outre le côté inédit de la découverte, ces résultats montrent aussi l’intérêt des outils utilisés pendant les campagnes océanographiques. « Lors de cette campagne, nous avons bénéficié des moyens les plus perfectionnés du moment, explique Arnaud Agranier. Nous étions à bord de l’Atalante(6) dont le sondeur multifaisceaux cartographiait la zone. La nuit, nous mettions à l’eau le robot autonome, Aster X, capable de plonger jusqu’à 70 m du fond de l’océan (à 2000 m sous la surface) pour faire des relevés cartographiques encore plus précis. Ils nous ont, par exemple, permis de repérer des sites hydrothermaux que nous ne connaissions pas, et que nous avons ensuite pu explorer grâce au submersible habitable Nautile pour y effectuer les prélèvements. »

Et c’est là toute la différence avec des campagnes de dragage, plus systématiques : transposé grâce au Nautile au fond de l’océan, l’œil du géologue de terrain permet une sélection précise des échantillons.