Des scientifiques découvrent un moyen de former des couches de sédiments en suspension

Même si les brochures de voyage prétendent le contraire, l'océan est loin d'être limpide : des particules de particules (sédiments, nutriments et même de minuscules formes de vie) imprègnent la colonne d'eau. Ce matériau s’agrège occasionnellement en couches, dont certaines peuvent persister à des profondeurs d’eau intermédiaires et s’étendre latéralement sur des centaines de kilomètres.

Autrefois considérées comme étant principalement formées par des tempêtes au fond des océans ou des courants de marée, ces couches peuvent également être formées par des éruptions de gaz sous-marines, ont maintenant montré des chercheurs en laboratoire. Bien qu’il reste à voir si ces découvertes peuvent être transposées dans la nature, elles suggèrent un mécanisme jusqu’alors inconnu derrière un phénomène marin couramment observé.

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Chaoqi Zhu, océanographe géoenvironnemental à l'Université océanique de Chine à Qingdao, et ses collègues n'ont jamais entrepris d'étudier ces couches dites néphéloïdes. (Leur nom dérive du mot grec ancien nephos, qui signifie « nuage ».) Au lieu de cela, les chercheurs ont mené des expériences en laboratoire dans un réservoir d'eau de 400 litres pour comprendre comment les tremblements de terre et les sorties de gaz pourraient provoquer des glissements de terrain sous-marins et d'autres formes d'instabilités des fonds marins. . Cependant, lorsque l’équipe a utilisé un compresseur d’air pour introduire du gaz au fond de son réservoir, elle a été surprise de ce qu’elle a vu.

L’eau est d’abord devenue trouble. Cela était logique car l'équipe avait préalablement déposé des couches de sable et d'argile en forme de coin sur la moitié du fond du réservoir, et ce matériau était délogé par l'aération. Mais peu de temps après, une couche de matières en suspension d’environ 15 centimètres d’épaisseur s’est formée près du fond du réservoir. Cette couche néphéloïde inférieure a glissé le long de la pente d'environ 16° du coin avant de se détacher à environ la moitié de la profondeur du réservoir, puis s'est déplacée horizontalement jusqu'à atteindre l'extrémité du réservoir, a noté l'équipe. À ce stade, elle s’est légèrement amincie pour atteindre une largeur d’environ 10 centimètres. Les chercheurs avaient formé par inadvertance une couche néphéloïde intermédiaire.

C'était la première fois qu'une couche néphéloïde intermédiaire était créée en laboratoire à partir d'éruptions de gaz, a déclaré Zhu, qui a collaboré à la nouvelle recherche avec Yonggang Jia, un océanographe également à l'Université océanique de Chine. Il s’agit d’une découverte inattendue étant donné que l’on a longtemps cru que le mélange dans les parties supérieures de l’océan, par opposition à un processus prenant son origine sous le fond marin, était responsable de la formation de couches néphéloïdes intermédiaires.

"Les couches néphéloïdes peuvent influencer l'alimentation de la faune, les modèles de répartition et le fonctionnement des écosystèmes marins."

"Il s'agit d'un nouveau mécanisme de génération de couches néphéloïdes intermédiaires", a écrit Zhu dans un e-mail. Les chercheurs ont rapporté leurs résultats dans le Journal of Oceanology and Limnology.

Les couches néphéloïdes intermédiaires sont répandues dans les océans du monde : elles se forment à des profondeurs allant d'environ 100 mètres à des milliers de mètres, et elles peuvent persister dans la colonne d'eau pendant des heures ou des années, a écrit Zhu.

Ces structures transitoires jouent un rôle clé dans le transport non seulement des sédiments, mais également de la matière organique et des nutriments, comme l'ont montré des recherches antérieures. Les couches néphéloïdes intermédiaires – et, en fait, les couches néphéloïdes à n'importe quelle profondeur – ont le potentiel d'affecter les écosystèmes océaniques, a déclaré Zhu. "Les couches néphéloïdes peuvent influencer l'alimentation de la faune, les modèles de répartition et le fonctionnement des écosystèmes marins."

Sur la base de leurs résultats de laboratoire, Zhu et ses collègues ont suggéré que les éruptions de gaz sous-marines pourraient être responsables de certaines des couches néphéloïdes intermédiaires trouvées dans la nature. De telles éruptions pourraient provenir d'hydrates de gaz et de volcans de boue, ont proposé les chercheurs.

Les hydrates de gaz sont des réservoirs d'eau gelée imprégnés de gaz piégés, le plus souvent du méthane. Trouvés sous le fond marin, ils sont stables à basse température mais ont tendance à fondre si les conditions locales se réchauffent. Lorsque cela se produit, ils se dissocient en eau et en gaz, et ce dernier s’infiltre vers le haut à travers le fond océanique. Les chercheurs ont estimé que des milliards de mètres cubes de méthane sont actuellement piégés dans les hydrates de gaz du monde entier.