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La mission satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) de la NASA a produit la carte la plus détaillée du fond océanique à ce jour, révélant des milliers de collines et de volcans sous-marins jusqu’alors non documentés. En seulement un an, le programme a fourni une cartographie plus détaillée que les 30 années de données collectées avec les satellites précédents. Ces travaux contribuent à améliorer notre compréhension de la tectonique des plaques, des courants océaniques et de l’histoire géologique des océans.
Bien que les océans couvrent 71 % de la surface terrestre, les fonds marins sont mal cartographiés par rapport à la terre et même à la Lune, à Mars ou à Vénus. La majorité des données utilisées pour cartographier les fonds marins (75 %) proviennent de l’altimétrie satellitaire, tandis qu’une plus faible part (25 %) provient de sondes embarquées à bord des navires.
L’altimétrie consiste à enregistrer les variations de hauteur à la surface des océans, qui permettent de déduire la topographie des reliefs sous-jacents. Ces reliefs influencent la gravité marine, de sorte que l’eau s’accumule davantage à mesure qu’ils sont plus prononcés. Par exemple, le niveau de la mer est plus élevé au-dessus d’un mont sous-marin, alors qu’il est plus bas au-dessus des tranchées sous-marines.
Les données d’altitude fournissent la majorité des topographies sous-marines dans des programmes courants tels que Google Earth. Depuis 30 ans, cette technique a permis de cartographier les fonds marins avec une résolution d’environ 12 à 16 kilomètres. Cependant, ces données sont limitées en résolution spatiale, tandis que celles provenant des navires ont une couverture limitée.
Le projet SWOT vise à combler les lacunes en fournissant une résolution satellite de 8 kilomètres. ” Les nouvelles observations satellitaires ont une résolution environ deux fois supérieure à celle des observations plus anciennes, ce qui permet de mieux comprendre les caractéristiques géologiques du fond marin. », écrit Brent Grocholski, qui a édité la nouvelle étude, publiée dans la revue Science.
Même si on est encore loin de la résolution obtenue par les instruments embarqués (dont la résolution est de 200 mètres), la gamme d’instruments du programme couvrira à terme les trois quarts des fonds marins qui ne pourraient pas être cartographiés par les navires. ” Nous n’avons pas encore atteint ce plateau », explique Yao Yu, l’auteur principal de l’étude, dans un article de blog de la Scripps Institution of Oceanography, Université de Californie, San Diego. ” À mesure que davantage de données s’accumuleront, nous pourrons étudier les variations du champ de gravité marin, y compris celles provoquées par les éruptions volcaniques sous-marines. », dit-il.
Des milliers de petits monts sous-marins inédits
Développé conjointement par la NASA et le Centre national d’études spatiales (CNES) et lancé en décembre 2022, le satellite SWOT dispose d’une gamme d’instruments de pointe pour mesurer les variations de la hauteur de la surface des océans en deux dimensions – contrairement aux instruments précédents qui effectuaient des mesures en deux dimensions. une seule dimension. Cela permet de mesurer l’attraction gravitationnelle sur des bandes océaniques spécifiques, fournissant ainsi des informations précieuses sur les courants internes. Selon les chercheurs, cela serait comparable à la façon dont un appareil d’imagerie médicale visualise les organes internes.
Les fonds de trois océans observés par les altimètres embarqués sur le satellite SWOT. © NASA/SWOT
Dans la nouvelle étude, l’équipe de Yu a utilisé les données SWOT d’avril 2023 à juillet 2024 pour cartographier la gravité marine à une résolution de 8 kilomètres. Les chercheurs se sont particulièrement intéressés à 3 types de reliefs sous-marins : les collines abyssales, les petits monts sous-marins et les marges continentales. Les collines abyssales sont des crêtes parallèles d’environ quelques centaines de mètres de hauteur formées par des mouvements tectoniques. Les marges continentales sont des zones sous-marines situées en bordure des continents et vers lesquelles sont transportés la plupart des sédiments issus de l’érosion des continents.
En comparant les données avec celles obtenues avec des instruments traditionnels au cours des 30 dernières années, les chercheurs ont découvert de nombreuses bosses dans des zones qui ressemblaient auparavant à des points flous. “
Dans cette carte gravitationnelle réalisée à partir d’une seule année de données SWOT, nous pouvons voir des collines abyssales individuelles, ainsi que des milliers de petits monts sous-marins et structures tectoniques non cartographiés auparavant cachés et enfouis sous les sédiments et la glace. », explique Yu.
En examinant des collines individuelles, l’équipe a noté des zones où la direction des crêtes avait changé, suggérant que les mouvements des plaques tectoniques qui les formaient avaient changé d’orientation à un moment donné. En outre, les chercheurs ont repéré des milliers de petits monts sous-marins (moins de 1 000 mètres d’altitude) et de volcans sous-marins. Ceux-ci influencent les courants marins et constituent généralement des hotspots de biodiversité.
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Par ailleurs, les nouvelles données ont permis d’affiner la carte des limites des plaques tectoniques et des courants océaniques à proximité des zones côtières. ” Nous sommes très intéressés par les marges continentales, car les courants océaniques et les marées amènent des nutriments et des sédiments de la terre vers l’océan et influencent la biodiversité et l’écologie de la zone côtière. », raconte Yu à LiveScience. Au cours des trois prochaines années, l’équipe prévoit de continuer à collecter des données sur les fonds marins et les courants, ainsi que sur la disponibilité annuelle mondiale d’eau douce.
Vidéo de présentation de l’étude :
