Les abysses

Les Abysses : plonger au plus profond des océans

Le mot abysse a pour origine le terme grec abyssos qui signifie « sans fond ». Depuis bien longtemps, les Hommes s’interrogent sur cet abîme aquatique semblable à un gouffre sans fond. Mais, aujourd’hui encore, nous ne savons presque rien sur lui…

Nous connaissons moins bien les abysses que la surface de la Lune !

Pourtant, les abysses recèlent bien des trésors : les espèces inconnues et les précieux minéraux des grands fonds pourraient représenter des solutions pour l’avenir si l’on parvient à les exploiter de façon rentable, durable et responsable.

Les fonds océaniques abyssaux sont en grande partie couverts par les plaines abyssales. Elles occupent de vastes étendues, sont tapissées de sédiments et s’étagent entre 3 000 et 6 000 mètres de profondeur.

Ces plaines comportent des accidents de relief dus aux mouvements des plaques lithosphériques (croûte terrestre) :

• Là où les plaques s’écartent, le magma a jailli pour former des dorsales océaniques (ex. : dorsale Médio-Atlantique).
• Là où les plaques se heurtent, l’une peut plonger sous l’autre pour créer une fosse (ex. : fosse de Porto Rico, de Bird, etc).
• Dans certaines zones, on peut également observer des monts sous-marins appelés « guyots ». Ce sont des montagnes totalement submergées qui sont souvent d’origine volcanique. Ces cônes au sommet aplati peuvent parfois mesurer plus de 1 000 mètres de haut et abriter une faune océanique diversifiée.

L’exploration des abysses

A ce jour, environ 15 %  des fonds océaniques ont été cartographiés de façon précise et seulement 2 %  ont été explorés grâce à des appareils sous-marins.

L’exploration des abysses débute au 19^ème siècle. De 1839 à 1843, des vaisseaux de James Clark Ross remontent des étoiles de mer et des vers d’une profondeur de 7 km sous la surface de l’océan. Entre 1872 et 1876, une grande expédition océanographique est menée à bord du navire de la marine royale britannique H.M.S. Challenger : de nombreux sondages sont effectués et d’innombrables échantillons sont remontés des grandes profondeurs.

Le navire Challenger II, en 1951, détecte à l’aide d’un sonar le point le plus abyssal de l’océan à 11 km sous la mer. Il est  situé dans la fosse des Mariannes, dans l’océan Pacifique et est baptisé « Challenger Deep » ou « gouffre de Challenger ».

La première descente à bord d’un bathyscaphe (engin sous-marin d’exploration en forme de sphère et relié à la surface par un câble) est réalisée par le zoologiste William Beebe et l’ingénieur Otis Barton en 1934.

En 1960, Don Walsh et Jacques Piccard, à bord du bathyscaphe Trieste, atteignent 10 912 mètres de profondeur dans la fosse des Mariannes. Cet exploit a été suivi par la plongée en solitaire du réalisateur James Cameron en 2012 à bord du Deepsea Challenger qui, lui, atteint 10 898 mètres de profondeur. Néanmoins, le ROV japonais KAIKO (engin sous-marin guidé depuis la surface) a détecté un creux à 11 034 mètres en bordure de cette même fosse.

Si ces fosses abyssales records ne sont qu’exceptionnellement visitées, les plaines abyssales situées entre 3 000 et 6 000 mètres font l’objet d’études grâce à divers engins, habités ou non. Actuellement, seule une dizaine d’engins sous-marins sont capables de descendre à plus de 3 000 mètres de profondeur. Les abysses ont encore bien des surprises à révéler…

La vie dans les abysses

Avec une obscurité presque totale, une pression écrasante, un apport de nourriture rare et une température glaciale, l’existence d’organismes vivants dans le milieu abyssal semblait impensable. Et pourtant ! Malgré ces conditions extrêmes, l’exploration des abysses a révélé de nombreuses formes de vie.

• La lumière

La lumière est un paramètre indispensable pour le développement des organismes vivants. Mais au-delà de 200 mètres de profondeur, l’obscurité est quasi totale. De ce fait, on ne trouve aucune trace de végétaux dans les abysses.

Pour rappel, les végétaux ont besoin de lumière, d’eau et de carbone pour pouvoir réaliser la photosynthèse.

Les poissons se nourrissent de végétaux, de plancton ou d’autres animaux. Si les algues et autres herbes marines sont absentes à ces profondeurs, de quoi se nourrissent les espèces abyssales et comment expliquer leur diversité impressionnante ?

• La nourriture

Plus on descend dans les profondeurs, plus la faune se raréfie et donc plus la quantité de nourriture disponible diminue. Pour se nourrir, de nombreux animaux du monde abyssal ont adopté d’autres modes d’alimentation que ceux habituellement connus.

Dans les grands fonds, la nourriture disponible se limite pratiquement à la « pluie » de détritus organiques tombant du dessus.

On parle de neige abyssale : elle correspond aux apports en matière organique depuis la surface et alimente les cycles de nutriments dans l’océan.

Cette « pluie » de détritus organiques est donc à la base de la chaîne alimentaire du monde abyssal.

D’autres animaux vivant sur le fond filtrent le sable pour trouver des restes alimentaires. Certains animaux sont charognards et se nourrissent principalement des carcasses de grands animaux morts en surface. Ainsi, un cadavre de baleine échouée sur la plaine abyssale peut attirer des centaines d’animaux venus de loin se repaître de cette manne providentielle. Pour survivre à ce manque de nourriture, ces animaux charognards se sont adaptés biologiquement : ils se constituent des réserves énergétiques, nagent lentement et peuvent ralentir leur métabolisme pendant des périodes de jeûnes prolongées.

• La pression

Sous l’océan, la pression augmente avec la profondeur. A la surface de la mer, la pression est en moyenne légèrement supérieure à 1 bar. Dans les abysses, cette pression atteint 600 bars.

Dans les grandes fosses de 10 000 mètres de profondeur, la pression exercée est de plus de 1 000 bars, soit plus d’une tonne par cm², l’équivalent du poids d’une petite voiture sur la surface d’un timbre poste.

• La température

Les profondeurs abyssales ne connaissent pas de grandes variations de température, ni de saison. Plus on descend dans les abysses, plus la température chute. A partir de 1 000 mètre de profondeur, la température moyenne de l’eau dans les abysses est inférieure ou égale à 2°C.

Poissons des abysses : qui sont-ils ?

Ces étranges créatures des profondeurs

Poisson ogre Anoplogaster cornuta

Les abysses restent un milieu assez mystérieux car l’exploration sous-marine à ces profondeurs est coûteuse et nécessite des moyens techniques importants. Cependant, nous savons aujourd’hui qu’elles représentent un écosystème extrêmement riche et diversifié.

Pour preuve, on compte environ 230 000 espèces marines identifiées, du plus petit (des micro-organismes) au plus gros (la baleine). Mais, les scientifiques estiment que ce nombre correspond à seulement 10 % des animaux marins et 1 % des bactéries marines, ce qui signifie qu’il resterait entre un et dix millions d’espèces marines à découvrir – dont une grande partie pourrait se trouver dans les profondeurs de l’Océan mondial.

Pour résister à ces conditions de vie extrêmes, les animaux des grandes profondeurs ont dû s’adapter.

Ils sont généralement de petite taille et de couleur sombre. En réaction à l’absence de luminosité, certains animaux ont développé des yeux protubérants pour capter le peu de lumière ou au contraire sont devenus aveugles. D’autres encore sont capable de bioluminescence grâce à des organes fluorescents. Enfin, beaucoup de poissons ne possèdent pas de vessie natatoire, organe contenant de l’air et assurant la flottabilité, car avec la pression colossale qui règne à cette profondeur, cette dernière serait comprimée.

Les monstres des abysses

On trouve des invertébrés et des poissons sur les fonds, des mollusques, des organismes gélatineux comme des méduses nageant en pleine eau et des microorganismes. Calamar vampire, baudroie abyssale  ou poisson-vipère sont des chasseurs redoutables. Ils ont des gueules énormes, garnies de dents acérées. Pourtant, la plupart de ces créatures effrayantes ne dépassent pas les vingt centimètres…

Plusieurs espèces de requins vivent dans les abysses : le requin griset qui peut atteindre près de 5 mètres, le requin lézard qui mesure jusqu’à 2 mètres ou encore le squalelet féroce qui possède de puissantes mâchoires.

Enfin, le requin à grande bouche également appelé Megamouth vit à 100 mètres de profondeur et ne remonte à la surface que la nuit pour manger du plancton, de méduses ou de petits poissons. Ce requin de 5 mètres de long peut peser jusqu’à une tonne !

A lire également : 14 choses à savoir sur les abysses

QUELQUES ESPÈCES OBSERVÉES DANS LES ABYSSES

« Poulpe Dumbo »

• Le blobfish: Psychrolutes marcidus. Ce poisson au corps gélatineux vit entre 600 m et 1 200 m de profondeur au large de l’Australie. Il mesure environ 30 cm de long et reste posé sur le fond où il attend que ses proies passent à sa portée.
• La baudroie épineuse abyssale : Caulophryne jordani. Ce poisson des abysses effrayant ne mesure en fait que 25 cm au maximum. La baudroie épineuse vit entre 700 m et 3 000 m de profondeur et chasse à l’affût. Son corps est recouvert de filaments extrêmement sensibles qui lui permettent de détecter le moindre mouvement.
• Le poulpe Dumbo : Grimpoteuthis sp. Ce petit poulpe de 20 cm vit entre 300 m et 5 000 m de profondeur. Reconnaissable à ses deux nageoires sur la tête rappelant les oreilles de l’éléphant Dumbo, il vit proche du fond de façon à capturer des vers et des mollusques.
  

  « Éponge lampadaire »

• Le poisson-vipère : Chauliodus. Avec ses dents redoutables, ce poisson ressemble à un impressionnant prédateur. Il ne mesure en réalité que 20 cm. Vivant entre 250 m et plus de 4 000 m dans des eaux tempérées et tropicales, le poisson-vipère utilise le phénomène de bioluminescence pour attirer ses proies.
• L’éponge lampadaire : Chondrocladia lampadiglobus. Cette éponge à l’allure originale vit entre 2 600 m et 3 000 m dans l’océan Pacifique. Elle mesure 50 cm de haut et est carnivore: elle utilise ses sphères recouvertes de petits crochets pour attraper de petits crustacés.

• La bioluminescence

Malgré une obscurité quasi totale, tout n’est pas noir dans les abysses !

« Méduse lanterne en papier »

Certaines espèces marines sont capables d’émettre de la lumière : ce phénomène est appelé bioluminescence.

Il s’agit en fait d’une transformation d’énergie chimique en énergie lumineuse. Cette lumière est la réaction de substances appelées luciférines qui sont synthétisées et combinées à de l’oxygène. Cette association provoque des réactions chimiques créant des particules lumineuses appelées photons.

Cette lumière est émise différemment en fonction des espèces,: certains poissons possèdent des organes spécialisés appelés photophores qui synthétisent la luciférine, d’autres abritent des bactéries luminescentes qui la créent directement à l’intérieur de leur corps.

On estime que près de 80% des espèces abyssales sont luminescentes. Il s’agit principalement, d’organismes gélatineux dont les méduses, de calamars, de vers marins et de poissons.

Le poisson-lanterne est un très bon exemple de bioluminescence. Il possède des milliards de bactéries bioluminescences dans un organe situé sous ses yeux. Cette lumière peut clignoter ou même « s’éteindre » si le poisson la retourne et la cache dans un repli de peau.

A Nausicaá, le grand poisson-lanterne se trouve dans l’exposition Voyage en Haute Mer.

A lire également : la bioluminescence

-> A quoi ça sert ?

Poulpe Graneledone Boreopacifica

La bioluminescence présente de nombreux intérêts pour ces espèces marines. Outre le fait de communiquer entre congénères notamment au moment de la reproduction, la bioluminescence est un outil très pratique pour chasser. Le poisson-pêcheur l’a bien compris puisqu’il utilise un organe lumineux situé sur sa tête comme une canne à pêche. Ses proies attirées par ce leurre lumineux se dirigent en réalité tout droit vers la gueule du poisson-pêcheur qui les engloutit d’une seule traite.

Les prédateurs abyssaux ne sont pas les seuls à tirer parti de la bioluminescence. Les petits poissons et autres proies l’utilisent aussi à leur avantage comme technique de camouflage. Toutes ces lueurs peuvent créer de la confusion dans la tête des prédateurs et permettre aux proies de s’échapper.

Autre exemple, le calamar et son nuage d’encre. A la surface, les calamars projettent un nuage d’encre pour échapper à leur prédateur. Mais dans l’obscurité des abysses, cette même technique serait complètement inutile. Les calamars vivant dans les profondeurs ont donc adapté leur technique de fuite à l’obscurité abyssale et émettent un nuage de lumière pour aveugler leurs prédateurs et s’enfuir.

Découvrez l’espace 5 de l’exposition « voyage en haute mer »  : L’océan la nuit

• Sources d’eaux chaudes

Vers Riftias

En 1977, à proximité des Galapagos et par 2 500 mètres de fond, au niveau de la dorsale océanique, les scientifiques découvrent avec le sous-marin Alvin une incroyable oasis de vie au fond des mers !

Les plongées du sous-marin révèlent une exubérance de vie et de nouvelles espèces ; notamment des vers tubicoles géants appelés riftias, des coquillages d’une vingtaine de centimètres ou encore des crabes à carapace blanche.

Cette faune foisonnante s’explique par la présence de bactéries se développant grâce à des températures élevées.

Ces sources apportent des eaux brûlantes qui contiennent des composés chimiques utilisés par les bactéries pour se développer et proliférer. Les bactéries transforment ces composés chimiques en sucres assimilables par les espèces abyssales et créent ainsi la matière organique dont elles ont besoin pour vivre : c’est ce qu’on appelle la chimiosynthèse, en remplacement de la photosynthèse. C’est donc grâce à la symbiose des animaux des abysses et des bactéries présentes dans et sur leurs corps que la vie sur les cheminées hydrothermales s’est développée.

Fumeur noir

Ces sources d’eaux chaudes correspondent aux points de la dorsale où l’eau s’infiltre dans des fissures rocheuses. L’eau se réchauffe au contact du magma qui brûle à l’intérieur de la Terre. La température de ces eaux chaudes peut atteindre les 400°C mais sous une telle pression, elles ne peuvent pas bouillir.

Lorsque cette eau jaillit au sommet de la dorsale, les minéraux qu’elle contient créent des structures géologiques qui peuvent atteindre plus de 20 mètres de haut appelées cheminées hydrothermales. On observe alors d’épaisses fumées noires qui s’en échappent d’où leur autre nom de « fumeurs noirs ».

Les biologistes ont parlé d' »oasis des grands fonds » qui contrastaient avec la pauvreté apparente de la faune dans les plaines abyssales.

Plus de 500 espèces endémiques ont été découvertes à proximité des cheminées hydrothermales.

• Sources d’eaux froides

On croirait voir un lac, mais il est situé à 800 m de fond. Et il est survolé par des poissons ! Il s’agit d’une source froide, une eau riche en méthane qui est plus dense et plus sombre que les eaux avoisinantes et qui s’accumule dans les creux du sol océanique.

On qualifie d’eaux froides les eaux dont la température se rapproche de celle de l’eau de mer.

La découverte de ces sources est très récente. C’est en 1983, lors de missions de recherche de gisements de pétrole dans le Golfe du Mexique, que des scientifiques trouvent par hasard cette nouvelle oasis de vie. Depuis cette découverte scientifique majeure, ces milieux ont fait l’objet de plusieurs recherches et études pour comprendre leurs développements.

Ces sources se trouvent principalement le long des marges continentales, entre le plateau continental et la plaine abyssale. Ces zones correspondent à la rencontre entre deux plaques de la croûte terrestre où se libèrent des fluides chargés en méthane. Ces fluides, à la densité élevée, se répandent dans les creux du sol océanique, donnant l’impression d’un lac dans l’océan. Sur les rives de ce lac, on peut observer des champs de moules, des crabes blancs, des crevettes et des poissons abyssaux.

Ces sources d’eaux froides abritent un écosystème riche mais très localisé : lorsqu’une source disparaît, les animaux vivant aux alentours meurent ou se déplacent vers une autre source. Ces espèces très dépendantes de leur environnement sont donc vulnérables. Si des changements venaient à perturber cet environnement fragile, de nombreuses espèces abyssales pourraient être touchées.

Un monde à protéger

L’écosystème des abysses est très important pour les cycles du carbone, de l’azote et du phosphore dans la biosphère. Cet écosystème, encore si peu connu, produit des biens : biodiversité, molécules d’intérêt thérapeutique ou industriel (biologie moléculaire, biotransformations), pétrole, énergies nouvelles potentielles comme les hydrates de méthane, ressources pour la pêche…

Les abysses sont aussi de véritables mines d’or et renferment des trésors qui attirent de nombreux industriels : les ressources minérales. Or, cuivre, platine, titane, nickel, argent, zinc, plomb ou encore mercure… L’exploitation intensive de ces minéraux menace sérieusement l’équilibre du monde abyssal.

Abysses en danger

Réchauffement et acidification des eaux, surexploitation et dégradation des sols : les abysses sont sensibles à la pollution et aux modifications du milieu. Les grands fonds océaniques ne sont plus préservés des activités des hommes. Cet environnement d’une impressionnante richesse encore si mal connu subit de grands bouleversements qui menacent l’équilibre écologique de la planète.

Avec le réchauffement climatique, la température des eaux augmente affectant le monde abyssal et ses habitants. Cette hausse des températures pourrait entraîner la migration d’animaux à la recherche de fraîcheur et la disparition d’espèces qui ne peuvent pas se déplacer, ce qui provoquerait un véritable bouleversement écologique.

Les déchets produits par les activités minières ou l’exploitation d’hydrocarbures à grandes profondeurs sont une menace pour les abysses. L’océan n’est pas non plus à l’abri des pollutions terrestres : ordures, eaux usées et substances toxiques gagnent la mer.

On trouve ainsi au fond des océans des traces de déchets en plastique, en verre ou autres matériaux.

La vie abyssale est vulnérable. La surexploitation des espèces dans les grands fonds est une menace. En seulement 10 ans, plusieurs populations de poissons abyssaux ont quasiment disparu. Dans les plaines abyssales où la faune est rare, la perte d’un maillon de chaîne alimentaire est inquiétante. Sur les monts sous-marins, les filets de pêche arrachent les coraux qui vivent et, par extension, tous les invertébrés, poissons, crustacés qui s’y cachent. Les espèces qui se nourrissent de coraux doivent alors migrer pour trouver leur nourriture.

Pour une exploitation durable des abysses

On pourrait croire que ce qu’il se passe dans les abysses ne nous concerne que très peu. Mais le monde abyssal joue un rôle central dans l’équilibre écologique de la planète en participant à la régulation du climat, aux échanges de chaleur, de gaz et d’eau avec l’atmosphère, au maintien de la biodiversité, plus généralement dans notre connaissance de la planète et de son évolution. Il pourrait être source de produits précieux pour dans notre quotidien (alimentation, santé, médicaments, produits industriels).

Les découvertes réalisées dans les fonds abyssaux ont permis de faire avancer la science, d’en apprendre davantage sur l’évolution géologique de notre planète, de la formation des océans en passant par le déplacement des continents.

Les richesses découvertes dans ces profondeurs ont une importance économique significative mais la majorité des abysses se situe dans les eaux internationales où leur exploitation est peu réglementée. Seuls quelques pays ont les capacités techniques de les explorer et envisagent d’utiliser leurs richesses.

Actinoscyphia aurelia

L’organisation ISA (International Seabed Authority) a été créée pour élaborer un code pour réglementer l’exploitation minière des abysses. Pour préserver la vie abyssale, deux textes réglementent l’exploitation des eaux internationales : La Convention sur la Pêche et la Conservation des Ressources biologiques de Haute Mer et la Convention sur l’Exploitation des Espèces migratrices. Aujourd’hui, partout dans le monde, des organismes et associations tentent d’établir des règles à respecter pour permettre une exploitation responsable des grandes profondeurs de l’Océan.

Aujourd’hui, la communauté internationale s’inquiète de l’exploitation des ressources vivantes dans les eaux internationales, aussi appelées la haute mer, cet espace qui n’appartient à aucun pays et qui est donc sous la responsabilité de tous. Les États vont négocier aux Nations unies un accord sur la conservation et l’utilisation durable de la biodiversité au-delà des zones maritimes sous juridiction nationale. Cet accord doit également assurer un partage équitable des bénéfices tirés des espèces vivant en haute mer.

L’exploitation équitable et durable des abysses est donc un enjeu actuel important. La préservation de l’Océan Mondial inclut la préservation de ses grands fonds.

Sources

ARTICLES

Hervé MORIN. Les Abysses sont très sensibles aux atteintes de la biodiversité. Le Monde du 2 janvier 2008.

Gaëtane de LANSALUT. L’Entrepreneur des abysses. Le Monde 2 du 27 août 2007.

Franck ZAL. Les Sources abyssales, berceau de la vie ? Recherche, n°355, juillet-août 2002

LIVRES

1. ARNAUD et IFREMER.Explorons les grands fonds sous-marins. Ed. Rouge et Or, 1991
2. DAY. adapt. S. WEINBERG.Planétoscope Océans. Nathan, 2000
3. KOHLER.Les Abysses. Ed. Fleurus, coll.Encyclopédie Fleurus, 1995
4. CAUSSE.Grande Encyclopédie Fleurus de la Mer, 2003
5. LAUBIER.Des Oasis au fond des mers. Ed. Rocher,1986
6. LAUBIER.Ténèbres océanes. Le triomphe de la vie dans les abysses. Ed.Buchet/Castel,2008
7. REYSS.Dans la Nuit des abysses : au fond des océans.Ed. Gallimard, coll.Découverte-Nature, 1990
8. NOUVIAN.Abysses. Ed. Fayard, 2006
9. HEKINIAN et N. BINARD.Le feu des abysses. Ed.Quae, 2008
10. GROSS.La vie excentrique : Voyage dans les mondes extrêmes. Ed. Belin/Pour la Science, 2003
11. FUJIOKA, A. TAIRA, K. KOBAYASHI. A moins 6 000 m : l’Exploration des fosses japonaises, photographies des plongées du submersible Nautile dans les fosses de subduction du Japon. Ed. University of Tokyo Press/IFREMER/CNRS, 1988

SITES

Dossiers Abysses de la Médiathèque de la Cité de la Mer de Cherbourg.

La Vie dans les grands fonds. Site de l’IFREMER.

Plonger dans les abysses. Site de l’IFREMER.

Les Abysses. Site du MNHN.