Record : ce forage atteint une zone jamais explorée sous la croûte terrestre

Les implications de cette mission qui s’est déroulée en mai 2023, sont vertigineuses : à bord du Joides Resolution, un navire de recherche de 143 mètres affrété par la National Science Foundation américaine, des membres de l’International Ocean Discovery Program (Iopd) ont foré à 800 mètres au sud du champ hydrothermal de la Lost City, dans l’Atlantique Nord.

Constat : une carotte rocheuse record de 1 268 mètres, extraite là où la croûte terrestre est si mince que le manteau affleure presque. Une prouesse qui redéfinit ce que la géologie moderne est capable d’accomplir.

Pourquoi le manteau terrestre passionne-t-il autant les géologues ?

Le manteau représente 84 % du volume de la Terre et 70 % de sa masse. Pourtant, personne ne l’a jamais échantillonné directement. Pour comprendre l’ampleur du défi, voici ce qui sépare les scientifiques de leur objectif :

La croûte terrestre mesure en moyenne 15 à 20 kilomètres d’épaisseur sous les continents.Sous les océans, elle s’amincit à 9 à 12 kilomètres en moyenne.Dans des zones exceptionnelles comme le massif de l’Atlantide, elle peut être bien plus fine, avec des failles qui exposent le manteau.La frontière officielle entre la croûte et le manteau s’appelle la discontinuité de Mohorovičić, ou « Moho ».

C’est précisément cette zone du massif de l’Atlantide, dans la dorsale médio-atlantique, que les chercheurs ont choisie. Pas par hasard : la Lost City, ce champ hydrothermal aux fluides riches en hydrogène et en méthane, constitue l’un des sites les plus intrigants pour comprendre l’émergence de la vie primitive sur Terre.

La discontinuité de Mohorovičić est également connue sous le nom de Moho. Cette dénomination marque la limite entre la croûte terrestre et le manteau primitif. © grandriver, iStock

Un forage record, des roches inédites et une frontière encore intacte

Johan Lissenberg, pétrologue à l’université de Cardiff et coauteur de l’étude publiée dans la revue Science, a confié à Nature que l’équipe n’avait initialement prévu de forer que 200 mètres, soit la limite maximale atteinte jusqu’alors dans ce type de roche. La progression s’est révélée trois fois plus rapide que prévu. L’équipe n’a stoppé le forage qu’à cause d’une contrainte logistique : la fenêtre opérationnelle de la mission touchait à sa fin.

Les roches extraites sont des péridotites serpentinisées. La serpentinisation, c’est le processus chimique par lequel l’eau de mer réagit avec la roche mantellique pour créer un minéral verdâtre, d’aspect marbré. Andrew McCaig, chercheur à l’université de Leeds et co-auteur de l’étude, précise que la carotte contient principalement de l’harzburgite, une variété de péridotite issue de la fusion partielle du manteau, ainsi que des gabbros, des roches ignées à grain grossier, eux aussi transformés au contact de l’eau de mer.

C’est là que le bât blesse : malgré la profondeur record atteinte, le forage n’a pas traversé la discontinuité de Mohorovičić. Le manteau « vierge », celui qui se trouve au-delà du Moho, reste inaccessible. L’équipe a frappé à la porte, sans l’ouvrir.

Ce site du massif de l’Atlantide pourrait accueillir de futures missions pour aller encore plus loin. Mais la NSF a décidé de ne plus financer le Joides Resolution au-delà de 2024, laissant ce programme de carottage dans une incertitude budgétaire préoccupante, précisément au moment où la science semblait enfin à portée de sa plus grande découverte géologique.