Thématiques

Thème 1/ Changements climatiques & océanographiques, Écosystèmes : Lire le passé, informer le futur

“Le système climatique global a indéniablement changé depuis l’ère pré-industrielle, tant à l’échelle globale que régionale, avec des changements attribuable aux activités humaines » (IPCC, 2001). Nous sommes aujourd’hui confrontés à un réchauffement climatique accru depuis les années 1970, à une élévation du niveau de la mer, à des changements climatiques régionaux et à des phénomènes climatiques extrêmes qui ont un impact majeur sur l'habitat humain.

C’est pourquoi les programmes IODP et ICDP contribuent à une meilleure connaissance des variations climatiques actuelles et passées à l’échelle globale et régionale.

• Qu’avons-nous appris des changements naturels à partir de notre histoire géologique ?
• Comment le système climatique répond t’il aux fortes concentrations en CO₂ atmosphérique ?
• Comment les calottes glaciaires et le niveau marin réagissent-ils au réchauffement climatique ?
• Quels sont mécanismes de contrôle régionaux des précipitations, tels que ceux associés aux phénomènes de moussons ou El Niño ?
• Comment s’opère la résilience de l’océan face aux perturbations chimiques ?
• Quelles sont les interactions entre les activités volcaniques et les variations climatiques au cours du temps ?

Thème 2 / Aux frontières de la Biosphère : Biosphère profonde et les forçages environnementaux de l’évolution

Très peu de choses sont connues sur les limites de la vie en profondeur. Les facteurs qui contrôlent l’abondance et les activités des micro-organismes en profondeur sont encore mal compris et il n’existe encore aujourd’hui qu’un nombre très limité de forages axés sur la biosphère profonde.

• Quelles sont l’origine, la composition et l’importance des communautés des fonds sous-marins ?
• Quelles sont les limites de la vie dans les fonds sous-marins ?
• Dans quelle mesure les écosystèmes et la biodiversité sont-ils sensibles aux changements environnementaux ?

Thème 3 / Dynamique planétaire : Processus profonds et leur impact sur les environnements superficiels

L’origine utile de la dynamique terrestre réside dans les processus profonds incluant la convection mantellique et la genèse et la migration de liquides magmatiques. Les forages scientifiques permettent d’explorer les parties profondes de la croûte et du manteau superficiel en contextes tectoniques actifs, principalement en domaine océanique. Les échantillons sont fondamentaux pour valider les modèles dérivés de la géochimie des laves, de la pétrologie expérimentale et des simulations numériques.

• Quelle est la composition, la structure et la dynamique du manteau supérieur ?
• Quelles sont les relations entre l’expansion des fonds océaniques, la fusion partielle du manteau et l’architecture de la croûte océanique ?
• Quels sont les mécanismes, l’amplitude et le timing des échanges géochimiques entre la lithosphère et l’eau de mer ?
• Comment s’initie la subduction, comment recycle-t-elle les volatils et génère la croûte continentale ?

Thème 4 / Risques Naturels : Processus profonds et leurs impacts sur l’environnement à la surface de la Terre

Les frontières de plaques représentent des zones à fort risque de phénomènes géologiques intenses, tels que des tsunamis, des glissements de terrain, de violentes éruptions volcaniques et autres menaces au niveau des marges océaniques. Le forage scientifique représente un potentiel élevé pour les études d’atténuation des risques et doit faire partie intégrante de cet effort. Par exemple, seul le forage en profondeur donne accès à des zones sismogènes pour la surveillance et la récupération d’échantillons.

Les tremblements de terre et les tsunamis se manifestent en quelques secondes à quelques heures seulement, mais ils résultent du stress accumulé au cours de milliers et de millions d'années au plus profond de la Terre en des lieux très éloignés.

• Quels mécanismes contrôlent l’occurrence des séismes, de glissements de terrain et de tsunamis destructeurs?
• La faille active est de loin le processus le plus courant de génération d’un séisme. Cependant, peu de choses sont connues sur les mécanismes des failles. Il est important de progresser à grands pas  vers une meilleure caractérisation du comportement des failles et, ainsi une meilleure compréhension des zones à risques.
• Comment les fluides relient-ils les processus tectoniques sous-marins, processus thermiques et les processus biogéochimiques ?
•  Quelles propriétés et quels processus régissent le flux et le stockage du carbone sous le plancher océanique ?

Les éruptions volcaniques induisent des changements des plus dramatiques et des plus violents à la surface de la Terre. Des éruptions explosives puissantes peuvent en effet modifier radicalement le sol et l’eau sur des dizaines de kilomètres autour d’un volcan.

• Certains volcans présentent des signes précurseurs qui, s’ils sont détectés (par forage, par exemple), et analysés à temps, permettent d’anticiper les éruptions.

Les structures d'impact : Chaque jour, des objets extraterrestres entrent en collision avec la Terre. Tout au long de l'histoire de la Terre, des impacts géants ont créé de larges cratères et des désastres pouvant affecté toute la planète. Ces événements majeurs ont ainsi pu anéantir une partie importante de la faune et de la flore terrestres. Néanmoins, ces puissants impacts qui représentent des évènements géologiques rapides sont ceux qui créent de nouveaux d’espaces d’évolution.

Actuellement, 196 cratères d'impact sont connus sur Terre ; environ un tiers de ces structures ne sont pas exposées à la surface et ne peuvent être étudiées que par géophysique ou par forage. Les carottes de forage fournissent des informations sur les structures souterraines et fournissent une référence in-situ pour des études géophysiques.

Thème 5 / Géoressources durables

Le challenge consiste à maintenir un taux minimum de ressources naturelles pour la croissance économique en augmentant l'efficacité de l'exploration et de la production (énergie et minéraux) tout en préservant d'autres ressources précieuses (eau potable et écosystèmes).

• Biosphère Profonde : Bactéries, virus et archées vivent à des profondeurs pouvant atteindre plusieurs milliers de mètres sous le sol et à des températures supérieures à 120 ° C. Leur métabolisme contribue à la génération d’hydrates de carbone (glucides) et de ressources minérales. Ces écosystèmes ne peuvent être étudié que par forage scientifique.
• Volcans : Au profondeurs de la Terre, la chaleur est si intense qu'elle fait fondre la roche et alimente les processus tectoniques et la différenciation planétaire. L'énergie géothermale peut être exploitée à partir de la chaleur naturelle de la Terre sur des volcans ou les panaches du manteau. Les forages dans un système géothermale souterrain ou dans des zones volcaniques peuvent entraîner des turbines et générer de l'électricité.
• Cycles élémentaires : le forage peut aider à identifier et à développer des ressources naturelles de plus en plus rares, tels que l’eau.
•  Marges de plaque : La majeure partie de l'érosion et du dépôt de sédiments culmine le long des marges de plaque. Cela peut former des gisements de géoressources, accessibles uniquement par forage.