Ce qui se trouve en dessous

Les plaques crustales qui se trouvent sous des kilomètres d'océan sont en mouvement constant, se déplaçant imperceptiblement à chaque seconde. Mais les sismologues qui les suivent ont dû se fier à un calendrier d'enquête dicté par le calendrier, plutôt que par l'horloge.

Leur routine n'a pas changé depuis des décennies : ils montent régulièrement à bord de navires de recherche qui se rendent au large des côtes lorsque le temps le permet, déposent une série de capteurs et reviennent des semaines ou des mois plus tard pour récupérer les données enregistrées.

Le problème fondamental de ces méthodes de collecte, cependant, est qu'elles empêchent toute analyse en temps réel et laissent souvent les sismologues marins dans l'ignorance au fur et à mesure que les événements actuels se déroulent. Cependant, ces jours peuvent changer. La confluence des progrès de la technologie des capteurs, des communications par fibre optique et des logiciels qui gèrent l'équilibre délicat de l'instrumentation sous-marine a fait des observatoires océaniques permanents une réalité.

Des prototypes sont maintenant en service au large des côtes des États-Unis et du Japon.

Avec une nouvelle attention portée à leurs efforts à la suite de la dévastation causée par le tsunami en Asie du Sud, les océanographes et les sismologues avertissent que la capacité de prévoir les risques de tremblement de terre et de tsunami reste un objectif lointain. Mais l'acquisition de données en temps réel provenant des parties en grande partie non étudiées de la croûte terrestre sous les océans du monde fournira une vue complète de l'activité sismique sous-marine qui n'a jamais été vue.

Selon les chercheurs, le changement dans les sciences océaniques qui résultera de ces nouvelles connaissances ne sera rien de moins que tectonique.

Les nouvelles informations seront aussi fondamentales pour étudier l'océan que les satellites l'étaient pour étudier la Terre, a déclaré Frank Rack, directeur des programmes de forage océanique pour les Joint Oceanographic Institutions (JOI), un consortium de recherche basé à Washington, D.C.

Fondée en 1976, JOI est une association à but non lucratif de 20 établissements universitaires qui collaborent à la recherche en géologie marine, géophysique et océanographie.

Jusqu'à récemment, les sismologues marins ont dû renoncer aux avantages de recherche accordés par les observatoires permanents dont bénéficient leurs homologues terrestres. La surveillance à bord des navires est par nature temporaire. L'étude des changements physiques, chimiques et biologiques à long terme qui se produisent dans l'océan nécessite une base établie sur et sous le fond marin.

Le programme de forage océanique du JOI a contribué à combler le vide, en créant 20 observatoires sismiques et hydrologiques océaniques, selon Rack. En creusant des milliers de mètres sous le fond marin et en remplissant les trous de forage de 10 à 30 pouces de large avec des appareils de mesure qui détectent le mouvement, la pression et la température, les chercheurs ont pu améliorer la qualité du signal enregistré.

C'est un environnement plus silencieux pour les sismomètres, loin des interférences causées par le vent et les courants d'eau et capable de détecter des événements plus subtils, explique Rack.

Mais les observatoires dépendent toujours de l'alimentation par batterie et nécessitent des véhicules télécommandés pour récupérer les données. Cela laisse encore aux scientifiques et aux chercheurs un écart troublant entre les occurrences des événements et leur détection.

Une meilleure réponse réside peut-être dans les efforts visant à lier l'étude de la sismologie marine et d'autres sciences de la Terre aux réseaux sans fil et optiques, qui ont été approuvés par la National Science Foundation (NSF). L'agence a alloué 250 millions de dollars au cours des cinq prochaines années pour un effort ambitieux visant à développer un réseau d'observatoires des fonds marins, baptisé Ocean Research Interactive Observatory Networks (ORION)

L'un des aspects les plus difficiles du programme ORION est la gestion des flux de données en temps réel qu'il générera à partir de milliers d'instruments, a déclaré John Orcutt, directeur adjoint de la Scripps Institution of Oceanography et un chercheur de premier plan du middleware qui gérera l'ORION. système.

En général, en géophysique, vous configurez des instruments pour effectuer une mesure et enregistrez les résultats, ou vous vous connectez sur une ligne téléphonique et téléchargez les données de temps en temps, explique Orcutt. Mais maintenant, nous pouvons créer une grille de données de capteurs qui transmettent tous leurs données au système.

La partie délicate est d'interagir intelligemment avec les capteurs. C'est quelque chose qui n'a pas été fait beaucoup. Nous l'utilisons pour la sismologie, mais il est applicable à la météorologie, à l'océanographie - toutes sortes de domaines dans lesquels vous utilisez des instruments à distance.

Alors que la subvention de la NSF couvre la recherche fondamentale, Orcutt a souligné que les applications commerciales potentielles pourraient inclure le contrôle du trafic, avec des capteurs enterrés sous les routes capables de fournir des instructions intelligentes aux conducteurs.

Même la NASA, qui doit gérer à distance de nombreux instruments, n'a pas eu à lutter contre quoi que ce soit de cette envergure, explique Alan Chave, scientifique principal à la Woods Hole Oceanographic Institution.

Chave dit qu'un changement de paradigme pour l'étude des océans et de la sismologie marine est en vue, même si ce ne sera pas dans sa génération, ni peut-être même la suivante.

Le succès représente bien plus qu'un simple changement progressif, convient Orcutt des avancées qu'ORION pourrait apporter. Il représente un changement dans l'océanographie.

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