Abysse

La zonation verticale d'un océan.

L'abysse(du grec ancienἄβυσσος/ábyssossignifiant « sans fond, d'une profondeur immense ») est l'ensemble des zones très profondes d'unocéan.Comme les caractéristiques environnementales de ces zones sont partout les mêmes, on utilise pour les dénommer globalement le termeabyssesau pluriel. Aussi appelésgrands fonds océaniquesougrandes profondeurs,les abysses occupent les deux tiers de la planète Terre. Au singulier, un abysse correspond à un point de profondeur extrême, comme lafosse des Mariannes,qui est l'abysse le plus profond connu (11 000m).

Lazone abyssalese situe au-delà de 4 000mde profondeur et peut être considérée (avec lazone hadalequi se trouve en dessous) du point de vue hydrologique comme les abysses proprement dits. Cependant, lazone bathypélagiquequi va de 1 000mà 3 000mde profondeur est souvent considérée comme faisant partie des grands fonds car elle en possède les caractéristiques: absence totale de lumière, grand froid, et haute pression.

Pour la biologie, l'eau « profonde »commence à une profondeur moindre en incluant aussi la zone mésopélagique (entre 200met 1 000m), située en dessous de lathermoclinepour ce qui est de la température, et en dessous de la zone photique pour ce qui est de la lumière (à 150 mètres de profondeur dans les océans, 99 % de la lumière solaire a été absorbée). C'est alors toute la zone aphotique qui est considérée:zone bathyale(zone mésopélagique + zone bathypélagique),zone abyssaleetzone hadale.

On a longtemps pensé toute vie impossible dans les abysses, pourtant les premiersbathyscaphesy découvrirent, dans lesannées 1970,un foisonnement de vie au sein d'écosystèmesinconnus, à proximité d'importantes ressources minérales. Aujourd'hui, certaines sources hydrothermales profondes (fumeurs noirs) sont associées à une des principales hypothèses quant à l'origine de la vie sur Terre. Il existe aussi un certain nombre depoissons abyssaux. Les abysses restent néanmoins très mal connus; à l’heure actuelle, 95 % des abysses restent inexplorés, les grands fonds sont cartographiés avec bien moins de précision que laLuneet davantage d’hommes sont allés dans l’espace qu'au plus profond des océans.

Caractéristiques environnementales

Profondeur

L'océan profond est divisé par les scientifiques en plusieurs couches, selon la profondeur:

• lazone littorale,de 0 à 200mde profondeur;
• lazone mésale,de 200 à 1000 m;
• lazone bathyale,de 1000 à 4000 m;
• lazone abyssale,de 4000 à 6000 m;
• lazone hadale,de 6000 m aux fosses les plus profondes (fosse des Mariannesdans l'océan Pacifiquedont le point le plus bas se situe selon les relevés entre un peu moins de 11 500mmètres (Challenger Deep) et un peu plus de 11 000mmètres de profondeur). On compte un total de 46 zones hadales dans le monde, dont 33 fosses; au moins 5 de ces fosses océaniques dépassent les 10kmde profondeur (Mariannes, Tonga, Kuril-Kamchatka, Philippines, Kermadec).La zone hadale constitue donc moins de 0,2 % de la surface des océans, mais 45 % de sa profondeur totale.

Température

Les deux zones de changement les plus brutales de température sont la zone de transition entre les eaux de surface et les eaux profondes (lathermoclineou l'entre deux eaux) et la transition entre les grands fonds marins et l'eau chaude dessources hydrothermales.La thermocline a une épaisseur variant de quelques centaines de mètres à près de mille mètres. En dessous de la thermocline, la masse d'eau des abysses est froide et beaucoup plus homogène. Les thermoclines sont plus fortes dans lesrégions tropicales,où la température de lazone épipélagiqueest généralement supérieure à 20 °C. De la base de la zone épipélagique, la température descend sur plusieurs centaines de mètres à 5 ou 6 °C à 1 000 mètres. Elle continue ensuite à diminuer, mais à un taux beaucoup plus faible. En dessous de 3 000m,l'eau estisotherme:quelle que soit la profondeur, la température est pratiquement stable pendant de longues périodes. Il n'y a pas de variations saisonnières de température, ni de changement annuel. Aucun autre habitat sur la terre ne possède une température aussi constante.

Lescheminées hydrothermalessont le contraste direct avec une température constante. Dans ces systèmes, la température de l'eau en bordure des cheminées peut atteindre 400 °C (l'ébullitionest empêchée par lapression hydrostatiqueconsidérable), tandis que quelques mètres plus loin, elle peut être de 2 à 4 °C seulement.

• 
  Unesource hydrothermaledans les abysses.
• 
  Graphique montrant lathermoclined'un océan tropical. Notez le brusque changement entre 100 et 200 mètres.

Lumière

La lumière est inexistante dans les abysses, à l'exception de la partie supérieure de lazone mésopélagique.Laphotosynthèsey est donc impossible, excluant touteproduction primaired'oxygène.Ainsi, labioluminescence,produite par les organismes vivants, est la seule source de lumière dans les profondeurs. Face à ce manque de lumière, les organismes doivent compter sur les autres sens plutôt que la vision. Elle peut aussi avoir un effet sélectif sur les habitudes de locomotion des animaux et sur leurs systèmes de propulsion.

Pression

Lapressionest le plus grand facteur environnemental qui agit sur les organismes des abysses. Tous les 10 mètres de profondeur, la pression de l'eau augmente d'uneatmosphère(1atm≈1bar), c'est-à-dire d'autant que la pression exercée par une colonne d'air sur la surface de l'océan. Dans la mer profonde, la gamme de pression est de20à1 000atm.L'exposition à la pression joue un grand rôle dans la distribution des organismes d'eau profonde. Jusqu'à récemment, on manquait d'informations détaillées sur les effets directs de la pression sur la plupart des organismes des abysses, parce que presque tous les organismes des grands fonds marins étaient remontés à la surface par chalutage, morts ou mourants. Avec l'avènement des pièges qui intègrent une chambre spéciale de maintien de pression, des animaux métazoaires de plus grande taille ont été remontés de la mer profonde en bon état. Certains d'entre eux ont ainsi pu être maintenus vivants à des fins expérimentales, permettant une meilleure connaissance des effets biologiques de la pression.

Salinité

Lasalinitéa une remarquable constance dans les abysses comme en mer (sauf dans les mers fermées ou semi-fermées comme lamer Méditerranéeou la Baltique). Elle peut néanmoins varier par endroits,a priorisans grand effets écologiques, sauf - rarement et très localement - quand il y a accumulations de saumure dense. Dans ce cas, il semble que la plupart des espèces fuient le milieu.

Biologie

Actinostolasp., une anémone de mer, photographiée dans le golfe du Mexique.

Faune abyssale

La faune abyssale inclut des représentants de presque tous lesembranchementsd'animaux marins, mais de nombreuses espèces se sont adaptées à la vie abyssale. On les distingue en deux catégories: les animauxbenthiques,qui vivent près du fond, et les animauxpélagiques,qui vivent dans la colonne d'eau. Cependant, la plupart des espèces passent leur stade planctonique dans leplancton,dans la zone pélagique.

La plupart des organismes abyssaux pélagiques, allant duzooplanctonauxpoissonsen passant par lenecton,vivent au rythme du soleil. Chaque nuit ils remontent dans les eaux superficielles pour se nourrir, pour ensuite redescendre au lever du soleil. Cettemigration verticaleleur garantit une relative sécurité.

Les organismes abyssaux benthiques évoluent de manière plus étroite avec la surface, ils dépendent soit d'un écosystème abyssal (sources hydrothermales,suintements froids...), soit de la matière organique tombant des zones supérieures (neige marine,carcasses de baleines...).

Parmi les animaux benthiques les plus abondants des étages les plus profonds, on trouve une grande abondance d'holothuries(« concombres de mer »), détritivores très bien adaptés aux contraintes de ce genre de milieu.

Physiologie animale

La faune abyssale a développé de nombreuses adaptations physiologiques et comportementales, comme labioluminescence,une croissance très lente et une maturité sexuelle tardive.

Écosystèmes des profondeurs

Monts sous-marins

Lesmonts sous-marinssont des montagnes ou d'anciens volcans s'élevant depuis le fond de lamermais sans atteindre la surface de l'océan.Ils constituent des écosystèmes particuliers, qui abritent unebiodiversité marineet une biomasse souvent très supérieure à celle des masses d'eau environnantes.

Monts hydrothermaux

Une communauté devers tubicoles géantsà la base d'un mont hydrothermal.

Lesmonts hydrothermauxsont des évents hydrothermaux situés à proximité desdorsalesocéaniques. Cet écosystème est basé sur une production primaire assurée par desbactéries chimiosynthétiquesqui vivent libres ou en symbiose avec les organismes.

Suintements froids

De nombreux suintements froids (d'où se dégage probablement du CO₂) sur les pentes d'unvolcan sous-marin.

Lessuintements froidsdésignent, par opposition à l'émission defluide chauddessources hydrothermales,des lieux sous-marins d'émanation permanente desulfure d'hydrogène,deméthaneet d'autreshydrocarbures.Ces suintements se produisent au niveau duplancher océanique,ou parfois sur les flancs d'unmont sous-marin.Ils constituent un support pour écosystème basé sur lachimiosynthèsequi s’épanouit autour de la sortie des fluides froids.

Lacs de saumure

Cartographie par laNOAAd'un bassin de saumure dans leGolfe du Mexique.

Découverts dans les années 1980, leslacs de saumureforment des étendues desaumure,plus ou moins vastes, situées sur le fond d'uneplaine abyssaleocéanique. Ils n'abritent pas directement lavie,mais quand ils ont aussi des sources deméthaneou d'autreshydrocarbures,ils sont parfois entourés d'une riche ceinture demoulesou d'autres espèces des grands fonds.

Neige marine

La neige marine a une composition qui inclut: plantes et animaux morts ou mourants (plancton),protistes(diatomées), déchets fécaux, sable, suie et autres poussières inorganiques. Les « flocons de neige » sont des agrégations de plus petites particules liées par un mucus sucré, les particules exopolymériques transparentes. Ces agrégats grossissent avec le temps et peuvent atteindre plusieurs centimètres de diamètre, voyageant plusieurs semaines avant d’atteindre le fond de l’océan.

Carcasses de baleines

Communautés chimiotrophes sur la carcasse d'unebaleine grisede 35 tonnes à 1 674mde profondeur dans le bassin deSanta Cruz.

Lorsqu'elles meurent, la plupart des baleines coulent vers leplancher océanique.C'est l’équivalent de 2 000 ans d’apport encarbone organiquequi se concentre sur environ 50m²desédiments.Dans lesannées 1980,l'exploration sous-marinerobotisée a pu confirmer que ladécompositionde ces énormescharognessur laplaine abyssaledonne lieu à l'apparition d'écosystèmespouvant durer une centaine d'années avec même des espèces spécialisées tels que les versOsedax.Des situations similaires peuvent se passer lorsque d'autres animaux tels que desrequins baleines,d'autresrequins,des grandpoissonscomme desthonsoù même descrocodilienstombent. Le même phénomène peut se produire avec des végétaux tels que des forêts dekelpaprès une tempête ou encore duboisvenu de la surface.

Géologie

La géologie des abysses est peu connue à l'heure actuelle.

Histoire de la représentation des abysses

La représentation des abysses a beaucoup évolué au cours des siècles.

Pythagoreenvisage le fond de mer parcouru d'ondulations provoquées par les ardeurs du feu central de la Terre.Platonl'imagine perforé de siphons qui permettraient le transfert d'eau entre les abysses et leTartare.L’historienThéopompedeChiosévoque des tunnels sous-marins entre lamer Égéeet lamer Adriatiqueau prétexte qu'on avait retrouvé des poteries deChiosdans l'embouchure du fleuve Naron enDalmatie.Aristotes'oppose à ces théories et impose le concept d'immutabilité des fonds comprimés par des eaux vaseuses et peu profonde. À la fin du Moyen Âge, quelques savants touche-à-tout reprennent les concepts des prédécesseurs d'Aristote pour expliquer le paradoxe des mers qui ne débordent pas alors qu'elles sont constamment alimentées par les pluies et les fleuves.

Benoît de Mailletdans sonTelliameden 1755, explique ce paradoxe en considérant que la Terre a eu des alternances de réhydratations et de dessèchements pendant lesquels le niveau des mers n'a jamais cessé de baisser, laissant émerger des montagnes. Le rôle important qu'il fait jouer à l'eau fait que de Maillet a été considéré comme partisan de la théorie diluvianiste (rôle important du déluge de Noé dans la géologie) mais il exclut toute intervention miraculeuse et applique la théorie de l'évhémérisme.

Exploration des abysses

LebathyscapheTriestedéveloppé parAuguste Piccarden 1953.

Expédition de laNOAAdans lesmonts sous-marins de la Nouvelle-Angleterreen 2004.

Les abysses sont un environnement totalement hostile à l'homme, et représentent l'un des milieux les moins explorés de la planète. À partir de lazone mésopélagique,les pressions sont trop grandes pour les méthodes traditionnelles d'exploration, exigeant des approches alternatives pour la recherche. Les stations caméra, de petits submersibles habités et desROV(véhicules actionnés à distance) sont trois méthodes utilisées pour explorer les profondeurs de l'océan. En raison de la difficulté et le coût de l'exploration de cette zone, les connaissances actuelles sont très limitées. La pression augmente d'environ1atmtous les 10 mètres, ce qui signifie que certaines zones peuvent atteindre des pressions de plus de1 000atm.La pression rend non seulement les grandes profondeurs très difficiles à atteindre sans aide mécanique, mais elle rend aussi l'étude des organismes adaptés à ces pressions énormes difficile. En effet, les organismes ramenés à la surface pour y être étudiés sont rapidement tués par la faible pression atmosphérique.

L'exploration des abyssesprend son essor à la fin duXIX^esiècle avec la pose decâbles sous-marins télégraphiques.Entre 1872 et 1876, l'Expédition du Challengerparcourt le monde en se livrant à des relevés de profondeuret de faune abyssale (jusqu'à 8km), découvrant des centaines de nouvelles espèces et de nouveaux types d'écosystèmes jusque-là insoupçonnés.L'expédition Princess Alice prend sa suite en 1901, chalutant jusqu'à 6km,qui ne sera suivie de manière significative que quarante ans plus tard, par une expédition suédoise en 1947–1948, établissant la preuve définitive et irréfutable de la possibilité de la vie au-delà de 6kmde profondeur (auparavant les spécimens remontés étaient suspectés d'être « tombés » par mégarde à des profondeurs inhabitables).La cartographie des abysses débute avec legéophysicienetgéodesistehollandaisFelix Andries Vening Meineszqui peut utiliser des sous-marins de la flotte néerlandaise à des fins scientifiques pour réaliser entre 1923 et 1930 des campagnes de mesures gravimétriques du plancher océanique.

Le plus célèbre explorateur des grands fonds est sans doute le SuisseAuguste Piccard:à bord de sonbathyscapheTrieste,il établit puis bat tous les records du monde de descente en habitacle pressurisé (le premier à 1 000mde profondeur en 1948, puis 3 150men 1953), avant d'établir la première descente habitée dans le point le plus profond de tous les océans, le «Challenger Deep» (10 916m), dans lafosse des Mariannes.

En 1956, c'est le célèbre explorateur françaisJacques-Yves Cousteauqui prend les premières photographies de la zone hadale, en sous-marin dans l'Atlantique.

Exploitation

À peine inventoriés, notamment pour la biodiversité qui y est encore presque inconnue, ils font déjà l'objet de nombreux projets et tests d'exploitation de ressources profondes (métallurgiques notamment), ce qui inquiète les experts enbiologie marinequi craignent des impacts très négatifs pour la vie fragile qui s'est développée à ces profondeurs.

Face aux risques de conflits pour l'exploitation de ces fonds, l'ONU a déclaré les fonds marinspatrimoine mondial de l'humanité.Les litiges doivent être réglés par letribunal international du droit de la mer,basé àHambourg.En France, leGrenelle de la mer,enjuin 2009,a suggéré que parmi les questions émergentes, les grands fonds fassent l'objet d'une étude plus approfondie.

Pêche

Un filet remontant desaiguillats communs.

Les poissons abyssaux constituent une ressource halieutique et de nombreuses espèces sont consommées par l'Homme. Parmi elles, les plus consommées sont lecolin d'Alaska,lessabres de mer,lesbaudroies,lesbéryxet lesflétansqui vivent à plusieurs centaines de mètres de profondeur.

Protection

Il n'existe pas d'outils spécifiques de protection de l'environnement marin profond (de typeaires marines protégées) ni d'outils juridiques ayant été spécifiquement adaptées à labiodiversité marinedes grands fonds, encore mal connue. Mais le15 octobre 2007a eu lieu, par le gouvernement néozélandais, une première désignation d'« aire benthique protégée »enNouvelle-Zélande,pour 17 zones “benthic protection areas” (BPAs) qui couvrent au total environ 1,2 million de km²couvrant près d'1/3 de lazone économique exclusivedu pays. Cette zone est presque en totalité située à plus de 1 000mde fond, et a donc été peuchalutée.

Notes et références

(en)Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé«Deep sea»(voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Bibliographie

• J.R.Vanney,Le mystère des abysses,Paris, Fayard,coll.« Le temps des sciences »,1993,522p.
• DanielDesbruyères,Les trésors des abysses,Éditions Quae,octobre 2010,184p.(ISBN978-2-7592-0605-6,présentation en ligne)
• LucienLaubier,Ténèbres océanes: Le triomphe de la vie dans les abysses,Paris, Buchet/Chastel,2008,296p.(ISBN9782283022719)
• RogerHekinian,Le feu des abysses,juillet 2008,176p.(ISBN978-2-7592-0075-7,présentation en ligne)
• DanielR.,Dans la nuit des abysses: Au fond des océans,Paris, Gallimard,2008(ISBN2-07-053100-7)
• (en)Sogin M. L, Morrison H. G, Huber J. A, Welch D. M, Huse S. M, et al. (2006)Microbial diversity in the deep sea and the underexplored “rare biosphere”.Proc Natl Acad Sci U S A 103: 12115–12120.
• (en)Vierros M, Cresswell I, Escobar Briones E, Rice J, Ardron J (2009)Global open oceans and deep seabed (GOODS) biogeographic classification.Paris: UNESCO-IOC. 77 p
• (en)Clark M. R, Tittensor D, Rogers A. D, Brewin P, Schlacher T, et al. (2006)Seamounts, deep-sea corals and fisheries: vulnerability of deep-sea corals to fishing on seamounts beyond areas of national juridiction.Cambridge, UK: UNEP-WCMC. 80 p.

Vidéographie

• La cartographie des abysses:la connaissance1/2(Le dessous des cartes, ARTE)
• la cartographie des abysses:l’exploitation2/2(Le dessous des cartes, ARTE)
• (en)Alexandra Witze, «Gravity map uncovers sea-floor surprises Sharpest pictures yet of the ocean basins reveal uncharted volcanoes and other geological wonders.», 2014, mis en ligne le2 octobre 2014

Articles connexes

• Abîme
• Fumeurs noirs
• Faune abyssale
• Monts sous-marins
• Plaine abyssale

Liens externes

• « Sonder le fond de l'abysse »,Eurêka!,France Culture, 16 juillet 2021.
• Page de l'Ifremer sur l'exploration des grands fonds
• Les animaux des abysses
• (en)Alan Jamieson, University of Aberdeen, «Hadal zone: Ten things you never knew about the ocean's deepest places», surInternational Bsuiness Times,17 mai 2016(consulté le16 juillet 2021).