Lancement Expédition 401 : Mediterranean-Atlantic Gateway Exchange

Le tout premier projet de forages land-2-sea (IMMAGE, Investigating Miocene Mediterranean-Atlantic Gateway Exchange) s’apprête à débuter avec l’Expédition 401. IMMAGE – une collaboration entre International Ocean Discovery Program (IODP) et International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) – s’apprête à forer trois sites marins dans l’Atlantique et la Méditerranée, et par la suite deux sites à terre qui visent les corridors fossiles qui ont été soulevés par la tectonique et sont exposés actuellement à terre. Les scientifiques de l’Expédition 401 vont embarquer pour cette aventure extraordinaire pour étudier ce détroit et les secrets qu’il renferme depuis des millions d’années.

Sites de forage (prioritaires et alternatifs) de l’Expédition 401 (Flecker et al., 2023).

Actuellement, l’échange de masses d’eau se fait par un seul passage, le détroit de Gibraltar, mais il y a 8 millions d’années, il existait deux corridors, l’un au nord du Maroc et l’autre au sud de l’Espagne. Au cours du temps, ces connexions se sont réduites jusqu’à la fermeture, bloquant les échanges entre l’Atlantique et la Méditerranée. Cet événement a causé la chute du niveau marin en Méditerranée de plusieurs centaines de mètres et l’eau s’est enrichie en sel au point que celui-ci a cristallisé pour former une couche de plus de 1000 m d’épaisseur sur les fonds des bassins de la Méditerranée, appelée aussi SaltGiant ou « géant salifère ». A 5,33 millions d’années, une remise en eau cataclysmique a reconnecté l’Atlantique à la Méditerranée, stoppant la formation de ces dépôts salifères et transformant la Méditerranée pour devenir ce qu’elle est aujourd’hui.

Configurations successives des connexions marines Méditerranée-Atlantique, contrôlées par la tectonique, depuis le Miocène jusqu’à l’actuel. Paléogéographie de la Méditerranée occidentale d’après Do Couto et al. (2016). Figure d’après Capella et al. (2019).

Ces phénomènes géologiques ont modifié non seulement la chimie des océans mais également leur schéma de circulation, impactant le climat global. Cela a pu contribuer à un épisode majeur de refroidissement planétaire qui a permis la formation de glace permanente en Arctique. Les scientifiques de l’Expédition 401 cherchent à mieux comprendre et quantifier ces changements climatiques depuis la restriction des échanges d’eau et la formation massive de sels. Cela sera réalisé à travers l’analyse des propriétés chimiques et physiques des sédiments préservés dans les corridors fossiles mais aussi de part et d’autre de ceux-ci.

Menée par les co-chefs Rachel Flecker et Emmanuelle Ducassou, l’Expédition 401 vise à mieux appréhender les échanges entre la Méditerranée et l’Océan Atlantique pendant la période la plus dynamique de son évolution, passant de corridors à un détroit, et découvrir les secrets climatiques enfouis sous des centaines de mètres d’eau, de sédiment voire de roches. Pendant cette formation massive de sels, les eaux méditerranéennes étaient jusqu’à 10 fois plus salées qu’elles ne le sont aujourd’hui. Pour comprendre l’impact climatique de cet écoulement hypersalin extrême, l’Expédition 401 s’apprête à collecter des carottes de sédiment pour capter le panache sédimentaire déposé avant, pendant et après la formation de sels, pour mesurer les changements qui ont affecté la circulation océanique. Les scientifiques à bord, vont aussi reconstruire la chimie des eaux sortant de la Méditerranée pour modéliser les conséquences sur le cycle du carbone et le climat global.

Système de transport climatique liant le système de mousson nord-africaine à la circulation thermohaline en Atlantique nord. Etoiles rouges : sites de forages marins IODP IMMAGE proposés, triangles rouges : sites de forages continentaux ICDP IMMAGE. Les flèches indiquent la circulation des masses d’eau de surface et intermédiaires. AMW : Atlantic-Mediterranean Water, LIW : Levantine Intermediate Water, ITCZ : Intertropical Convergence Zone (Flecker et al., 2023).

Les principaux objectifs scientifiques sont les suivants :

• Identifier la première apparition d’une masse d’eau distincte sortant de la Méditerranée et s’écoulant dans l’Atlantique. Les différences de densité de ces deux masses d’eau génèrent des vitesses de courant considérables et la formation de drifts contouritiques sur la pente continentale.
• Comprendre la Crise de Salinité Messinienne, un événement océanographique extrême qui a eu des conséquences à l’échelle locale, régionale et globale, grâce à des enregistrements continus.
• Tester les hypothèses concernant la physique des écoulements océaniques hypersalés type overflow afin de mieux quantifier les modèles de circulation océanique globale.

Ce tout premier projet de forages land-2-sea va permettre aux scientifiques d’explorer et comparer les secrets de la Terre que nous n’avons pas encore été en mesure de découvrir. Suivez les scientifiques de l’Expédition 401 pour découvrir avec eux les changements climatiques de notre passé

Pour plus d’information, consulter le communiqué de presse officiel ECORD ici.