Histoire et technologie de l'exploration en haute mer

Le terme «mer profonde» n'a pas la même signification pour tout le monde. Pour les pêcheurs, la mer profonde est n'importe quelle partie de l'océan au-delà du plateau continental relativement peu profond. Pour les scientifiques, la mer profonde est la partie la plus basse de l'océan, en dessous de la thermocline (la couche où le chauffage et le refroidissement du soleil cessent d'avoir un effet) et au-dessus du fond marin. Il s'agit de la partie de l'océan plus profonde que 1 000 brasses ou 1 800 mètres.

Il est difficile d'explorer les profondeurs car elles sont éternellement sombres, extrêmement froides (entre 0 degrés C et 3 degrés C en dessous de 3000 mètres), et sous haute pression (15750 psi ou plus de 1000 fois supérieure à la pression atmosphérique standard en mer niveau). De l'époque de Pline jusqu'à la fin du 19e siècle, les gens croyaient que la mer profonde était un terrain vague sans vie. Les scientifiques modernes reconnaissent la mer profonde comme le plus grand habitat de la planète. Des outils spéciaux ont été développés pour explorer cet environnement froid, sombre et sous pression.

L'exploration en haute mer est une entreprise multidisciplinaire qui comprend l'océanographie, la biologie, la géographie, l'archéologie et l'ingénierie.

L'histoire de l'exploration en haute mer commence relativement récemment, principalement parce que des technologies avancées sont nécessaires pour explorer les profondeurs. Certains jalons comprennent:

1521: Ferdinand Magellan tente de mesurer la profondeur de l'océan Pacifique. Il utilise une ligne pondérée de 2400 pieds, mais ne touche pas le fond.

1818: Sir John Ross capture des vers et des méduses à une profondeur d'environ 2 000 mètres (6 550 pieds), offrant la première preuve de la vie en haute mer.

1842: Malgré la découverte de Ross, Edward Forbes propose la théorie de l'Abyssus, qui affirme que la biodiversité diminue avec la mort et que la vie ne peut exister à plus de 550 mètres (1800 pieds).

1850: Michael Sars réfute la théorie d'Abyssus en découvrant un écosystème riche à 800 mètres (2600 pieds).

1872-1876: Le HMS Challenger, dirigé par Charles Wyville Thomson, mène la première expédition d'exploration en haute mer. ChallengerL'équipe découvre de nombreuses nouvelles espèces adaptées à la vie près du fond marin.

1930: William Beebe et Otis Barton deviennent les premiers humains à visiter la mer profonde. Dans leur bathysphère d'acier, ils observent des crevettes et des méduses.

1934: Otis Barton établit un nouveau record de plongée humaine, atteignant 1 370 mètres (0,85 miles).

1956: Jacques-Yves Cousteu et son équipe à bord du Calypso sortir le premier documentaire en couleur, long métrage, Le Monde du silence (Le monde silencieux), montrant aux gens de partout la beauté et la vie des grands fonds.

1960: Jacques Piccard et Don Walsh, avec le navire hauturier Trieste, descendez au fond du Challenger Deep dans le Trench Mariana (10 740 mètres / 6,67 miles). Ils observent des poissons et d'autres organismes. On ne pensait pas que les poissons habitaient des eaux aussi profondes.

1977: Écosystèmes autour évents hydrothermaux sont découverts. Ces écosystèmes utilisent l'énergie chimique plutôt que l'énergie solaire.

1995: Les données radar des satellites Geosat sont déclassifiées, permettant une cartographie globale du fond marin.

2012: James Cameron, avec le navire Deepsea Challenger, termine la première plongée en solo bas du Challenger Deep.

Les études modernes élargissent nos connaissances sur la géographie et la biodiversité des grands fonds. le Nautile véhicule d'exploration et NOAA Explorateur Okeanus continuer à découvrir de nouvelles espèces, démêler les effets de l'homme sur la pélagique l'environnement, et explorez les épaves et les artefacts profondément sous la surface de la mer. Le programme intégré de forage océanique (IODP) Chikyu analyse les sédiments de la croûte terrestre et pourrait devenir le premier navire à forer dans le manteau terrestre.

Comme l'exploration spatiale, l'exploration en haute mer nécessite de nouveaux instruments et technologies. Alors que l'espace est un vide froid, les profondeurs de l'océan sont froides, mais fortement sous pression. L'eau salée est corrosive et conductrice. C'est très sombre.

Trouver le fond

Au 8ème siècle, les Vikings ont laissé tomber des poids de plomb attachés aux cordes pour mesurer la profondeur de l'eau. À partir du 19e siècle, les chercheurs ont utilisé du fil plutôt que de la corde pour prendre des mesures de sondage. À l'ère moderne, les mesures de profondeur acoustique sont la norme. Fondamentalement, ces appareils produisent un son fort et écoutent les échos pour mesurer la distance.

Exploration humaine

Une fois que les gens savaient où se trouvait le fond marin, ils voulaient le visiter et l'examiner. La science a progressé bien au-delà de la cloche de plongée, un baril contenant de l'air qui pourrait être descendu dans l'eau. La première sous-marin a été construit par Cornelius Drebbel en 1623. Le premier appareil respiratoire sous-marin a été breveté par Benoit Rouquarol et Auguste Denayrouse en 1865. Jacques Cousteau et Emile Gagnan ont développé l'Aqualung, qui était le premier véritable système "Scuba" (appareil de respiration sous-marin autonome). En 1964, Alvin a été testé. Alvin a été construit par General Mills et exploité par la US Navy and Woods Hole Oceanographic Institution. Alvin a permis à trois personnes de rester sous l'eau pendant neuf heures et jusqu'à 14800 pieds de profondeur. Les sous-marins modernes peuvent voyager aussi profondément que 20000 pieds.

Exploration robotique

Alors que les humains ont visité le fond de la fosse des Mariannes, les voyages ont été coûteux et n'ont permis qu'une exploration limitée. L'exploration moderne repose sur des systèmes robotiques.

Les véhicules télécommandés (ROV) sont des véhicules captifs contrôlés par des chercheurs sur un navire. Les ROV transportent généralement des caméras, des bras manipulateurs, des équipements sonars et des conteneurs d'échantillons.

Les véhicules sous-marins autonomes (AUV) fonctionnent sans contrôle humain. Ces véhicules génèrent des cartes, mesurent la température et les produits chimiques et prennent des photos. Certains véhicules, comme le Nereus, agissez en tant que ROV ou AUV.

Instrumentation

Les humains et les robots visitent des lieux mais ne restent pas assez longtemps pour collecter des mesures dans le temps. Les instruments sous-marins surveillent les chants des baleines, la densité du plancton, la température, l'acidité, l'oxygénation et diverses concentrations chimiques. Ces capteurs peuvent être fixés à des bouées de profilage, qui dérivent librement à une profondeur d'environ 1 000 mètres. Des observatoires ancrés abritent des instruments sur le fond marin. Par exemple, le système de recherche accéléré de Monterey (MARS) repose sur le fond de l'océan Pacifique à 980 mètres pour surveiller les failles sismiques.