Dès le début de la mission, une partie de l’équipe scientifique d’Arc-en-Sub s’affaire sur la coursive… Il faut préparer le déploiement des sismomètres de fond de mer (OBS en abrégé, pour Ocean Bottom Seismometer).
Ces sismomètres sont des instruments autonomes qui, une fois déposés sur le plancher océanique, vont en enregistrer les mouvements. Ces mouvements, ou vibrations sismiques, peuvent être causés par des processus naturels, tels que les tremblements de Terre ou les variations de la pression de l’eau sous l’effet des vagues, ou bien artificiels tels que des canons à air comprimé.
(en anglais : Ocean Bottom Seismometer, OBS en abrégé).
Lors de la mission Arc-en-Sub, nous mettrons à l’eau 5 OBS sur 9 points de déploiement. Lestés, ils tomberont en chute libre sur le fond marin. Une fois au sol, le sismomètre sera libéré de la structure grâce à un système de largage électrifié. Ceci permettra d’améliorer la précision de mesure, en la rendant le moins sensible possible aux mouvements de la structure de l’OBS. Grâce à un capteur acoustique, nous pourrons également localiser précisément les OBS. Nos instruments mesureront, pendant une période de 5 à 30 jours selon les stations, les variations de pression de l’eau au fond de l’océan, modulée par les ondes de gravité de la surface de l’océan, ainsi que les mouvements du sol en réponse à ce forçage.
Une fois qu’un sismomètre aura rempli sa mission, nous lui enverrons une commande acoustique de retour vers la surface. Alors, un système activé par électrolyse ouvrira la pince qui le relie à la grille de lest, et il remontera à la surface grâce à un système de flottaison composé de sphères en verre. Un drapeau ainsi que des signaux lumineux et radio s’activeront pour nous aider à repérer et récupérer l’OBS.
Les données enregistrées par les sismomètres et les jauges de pression sont précieuses. En étudiant la réponse de la Terre solide aux marées océaniques, il est possible de contraindre la structure interne des premiers kilomètres de la Terre. En effet, l’amplitude des mouvements du sol marin est reliée aux propriétés mécaniques de la croûte océanique. Ainsi, déterminer la relation entre une charge, ici les ondes de gravité océaniques, longues de 100 m à quelques dizaines de kilomètres et hautes de quelques millimètres, et la déformation du sol qu’elle entraîne, de l’ordre de quelques micromètres, permet de mieux caractériser les matériaux qui composent les premiers kilomètres du plancher océanique. Moins le sol est rigide, et en particulier moins son module de cisaillement est important, plus le plancher océanique bougera. Cette méthode, dite de “seafloor compliance”, est donc particulièrement pertinente pour étudier les systèmes hydrothermaux ou les corps en fusion dont les modules de cisaillement sont très faibles.
L’un des objectifs d’Arc-en-Sub est de déployer plusieurs OBS dans la zone du massif de Rainbow, un site hydrothermal de la ride médio-atlantique, et d’utiliser la méthode de “seafloor compliance” pour imager la présence de fluides hydrothermaux ou de fusion dans les premiers 8-10 km de la croûte océanique. En utilisant plusieurs sismomètres et jauges de pression, et en corrélant leurs observations, nous souhaitons obtenir une image de ces fluides en 3 dimensions.
