La campagne océanographique Serpentine (Serpentine Experiments on Ridge hydrothermal Processes – Exploration on New Targets and INterdisciplinary Expedition) se déroule du 26 février jusqu'au 6 avril 2007 sur la dorsale océanique Atlantique, au large des Antilles, entre 13 et 17°N, à bord du navire Pourquoi pas ?
Menée dans le cadre de la collaboration franco-russe qui existe depuis plus de 30 ans, cette campagne réunit des scientifiques de toutes disciplines : géologie, chimie, biologie et microbiologie.

 

L'objectif général

Il s'agit d'étudier la diversité et les interactions biologique et géologique des systèmes hydrothermaux mantelliques (ou ultrabasiques), qui se situent à de grandes profondeurs (plus de 4000 m). Le site hydrothermal Achadze est le plus profond actuellement connu dans les océans.

Le projet a pour ambition d'analyser l'influence du contexte tectonique, avec des failles liées à l'ouverture de l'océan Atlantique  (2 centimètres par an) sur les processus hydrothermaux.

Les interactions entre les fluides, les minéraux, les bactéries et les animaux seront abordées par des études multidisciplinaires sur les mêmes échantillons.

En géologie, le manteau est la couche située entre le noyau et la croûte terrestre, partie supérieure de la lithosphère (plaques tectoniques). Il est normalement recouvert de la croûte continentale (plusieurs dizaines de kilomètres d'épaisseur), ou de la croûte océanique volcanique.

En l'absence d'activité volcanique sur les dorsales lentes s'ouvrant de moins de 2 centimètres par an, le manteau terrestre apparaît directement sur le plancher océanique. Du fait de l'absence de minéraux hydratés dans le manteau, d'intenses réactions ont lieu lorsque l'eau de mer (hydrosphère) pénètre dans le manteau.

L'un des objectifs de Serpentine est d'étudier ces réactions qui ont des implications dans des domaines très variées de la géologie, la géochimie, la biologie et la microbiologie.

 

Les thèmes de recherche

Ils sont multiples et relèvent autant des sciences de la vie que des sciences de la terre :

 

- Étude des phénomènes d'hydratation et d'échanges chimiques entre l'océan et le manteau terrestre.
Très concentré dans les fluides hydrothermaux, l'hydrogène est le maillon initial de production de composés organiques par des réactions minérales qui conduisent à la production d'hydrocarbures et de molécules prébiotiques. Ces phénomènes relancent l'intérêt des sources hydrothermales mantelliques comme lieu d'apparition de la vie sur terre.


- Étude des aspects métallogéniques (formation des gisements).
Les amas sulfurés mantelliques, comme la zone 16°38, sont très riches en métaux valorisables : cuivre, zinc, cobalt, argent, or. Ce type de dépôt est quasi inconnu dans les gisements fossiles terriens.

- Étude biologique de la biodiversité et de la spécificité des populations des systèmes hydrothermaux mantelliques (anémones, tubes de vers polychètes, coraux variés, crevettes, moulières, crinoïdes…).


- Étude microbiologique (pression hydrostatique à 4000 m de 40 Mpa…) des bactéries piezzophiles, des plasmides et des virus.
Ils jouent un rôle important dans les cycles biogéochimiques.


- Bathymétrie et gravimétrie.
Peu de données sont disponibles pour ces zones. Le module de mesures en route de Victor 6000 permettra de dresser des cartes détaillées des sites hydrothermaux.