Dans les eaux profondes entre Fidji et les Tonga, à environ un kilomètre sous la surface, des cheminées hautes se dressent à partir du fond marin. Ces fumeurs noirs rejettent des nuages sombres d'eau bouillante, riches en éléments comme le soufre, le cuivre et le zinc.
Malgré l'obscurité, la pression écrasante, la chaleur et la toxicité à l'endroit du nord-est du bassin de Lau, près de la convergence des plaques tectoniques australienne et pacifique, les cheminées se hérissent de vie. Les sociétés minières s'intéressent de plus en plus au cache des métaux aux bouches hydrothermales, ce qui rend de plus en plus nécessaire d’examiner et de cataloguer ces écosystèmes complexes. Mais étudier le fond de l'océan n'est pas une tâche simple.
Le bassin de Lau est en grande partie hors de portée humaine. Bien que les sous-marins, tels qu'Alvin, puissent transporter les gens dans les profondeurs, l'accès à ces équipements est limité et risqué. Les scientifiques se basent donc principalement sur les véhicules télécommandés (ROV).
Même dans ce cas, l'expérience de ces fissures dans la croûte océanique à travers la portée limitée d'une caméra est une expérience peu satisfaisante, explique Tom Kwasnitschka, chercheur dans les profondeurs océaniques du Centre Helmholtz pour la recherche océanographique de Kiel, en Allemagne.
«Imaginez que vous traversiez Manhattan et n’ayez le droit de voir que [la ville] à travers le viseur d’un appareil photo», dit-il. "Quel genre d'expérience aurais-tu?"
À présent, les scientifiques et les ingénieurs qui ont navigué sur le navire de recherche Falkor du Schmidt Ocean Institute utilisent la réalité virtuelle pour plonger dans ce monde extraterrestre. Bien que les groupes précédents aient imaginé des cheminées individuelles, l’équipe envisage de créer une reconstruction virtuelle en trois dimensions de l’ensemble du champ de ventilation en utilisant l’un des ROV les plus avancés pour installer des hélices dans le bassin de Lau.
«Nous voulions marcher sur le fond marin, c'est simple comme ça», déclare Kwasnitschka, responsable scientifique du projet. "Seulement ce n'est pas."
Des sources hydrothermales se forment dans les régions océaniques volcaniques, où l'eau peut se glisser entre les fissures de la croûte et entrer en contact avec la chaleur qui se dissipe en dessous. Cette eau surchauffée dissout une partie des métaux des roches environnantes avant de les éjecter en nuages noirs comme un geyser du fond marin.
Non seulement les températures aux bouches hydrothermales peuvent atteindre des niveaux brûlants, atteignant 700 degrés Fahrenheit, mais l’environnement est plongé dans les ténèbres. Pour couronner le tout, le poids de toute cette eau sus-jacente écraserait un corps humain non protégé. Le ROV de l'équipe a exploré environ trois quarts de kilomètre en aval, où la pression est immense - un peu moins d'une tonne par pouce carré, ou à peu près la même pression que si un rhinocéros noir se tenait sur votre gros orteil.
Contrairement au corps humain fragile, un ROV peut résister aux conditions de ventilation. La poussette de l'équipe, appelée Plate-forme télécommandée pour les sciences de la mer (ROPOS), a à peu près la taille d'un Jeep Wrangler et pèse environ 3, 5 tonnes. Bien qu’il ressemble à un enchevêtrement de fils, d’engrenages et de systèmes hydrauliques, le système de haute technologie utilise une batterie de caméras haute définition pour la vidéo et les images fixes, y compris une caméra 4K produisant une vidéo de qualité cin images pour visualisation 3D et puissantes lumières sous-marines.
Une caractéristique particulièrement remarquable est que l'équipage du navire peut faire l'expérience directe des évents, errant pratiquement parmi les flèches tout en portant un viseur à bord du Falkor . Quand les images ont commencé à affluer, Kwasnitschka a déclaré que l'équipe s'était alignée au milieu de la nuit pour explorer les orifices de ventilation avec le viseur.
«C'est une expérience très convaincante de voir un groupe de fumeurs noirs et de se sentir à l'aise», déclare Kwasnitschka. "Soudain, vous ne cédez plus le ROV à des choses parce que vous pouvez tourner la tête et voir la flèche sur laquelle vous êtes sur le point de frapper."
Malgré tout, naviguer dans ROPOS n’est pas un mince exploit. «C'est très comparable à piloter un hélicoptère dans la forêt», déclare Kwasnitschka.
L'équipe a passé trois jours à capturer des photographies et des vidéos d'une superficie égale à 74 terrains de football afin de créer une carte en 3D, avec une résolution suffisamment élevée pour discerner les brins d'herbe individuels. En utilisant ces données, ils pourraient ensuite choisir les meilleures localités pour prélever des échantillons reflétant les divers types de roches et la vie qui règne à la surface de l'évent.
Alors que dans la plupart des expéditions, les scientifiques cartographient et saisissent des échantillons au fur et à mesure, cette méthode s'avère beaucoup plus efficace.
«Tu te hâtes [d'habitude] d'un coin à l'autre d'essayer de ne pas rater les choses excitantes. Mais vous ne pouvez pas voir très loin et vous ne savez pas où vous êtes », déclare Kwasnitschka. "Vous ne savez tout simplement pas où sont les bonnes pierres."
En utilisant ROPOS, l’équipe a appris le terrain avant de choisir les sites d’échantillonnage et a terminé à une vitesse surprenante, explique Kwasnitschka. «Ils avaient vu l'endroit et savaient que ce qu'ils avaient était représentatif et nous pourrions rentrer chez nous», dit-il.
Bien que l'océan couvre plus de 70% de la planète, moins de 5% ont déjà été explorés. Kwasnitschka pense que son système de réalité virtuelle est l’une des technologies qui pourraient ouvrir la voie à la prochaine génération d’exploration en haute mer.
La spectaculaire vidéo à 360 degrés de l'équipe est maintenant disponible sur YouTube. Mais leur travail n'est pas encore terminé.
«Ce type de technologie n’est jamais aussi efficace que la science que vous en retirez», déclare Kwasnitschka. «Et je pense que c'est important de s'en souvenir. On ne va pas là-bas pour YouTube, on y va pour la science. "
Son groupe espère utiliser la documentation pour mieux comprendre le fonctionnement interne complexe de l'écosystème de ventilation et suivre les changements au fil du temps. Créer une carte virtuelle pourrait également les aider à comprendre comment les cheminées individuelles sont connectées dans le champ de ventilation le plus large.
Ainsi, alors que la vie continue de s'agiter dans l'obscurité d'encre des orifices d'aération, les scientifiques creusent maintenant dans la multitude d'échantillons, d'images et d'heures de métrage collectés pour amener l'environnement hostile de l'évent hydrothermal dans le confort du laboratoire.
