FIG. 53Promenades

Quelle est la profondeur maximale de l’océan ? Descente dans la fosse des Mariannes

À 20 m de profondeur, presque tout le rouge de la lumière du soleil a disparu, et le Challenger Deep se trouve encore 10 900 m plus bas.

Quelle est la profondeur maximale de l’océan ? Descente dans la fosse des Mariannes
Chargement du modèle

Cet appareil ne peut pas afficher le modèle 3D. Les étapes de la visite ci-dessous se lisent sous forme de texte.

1 / 9 Dix mètres sous la surfaceVous partez à 10 m de profondeur en plein Pacifique, avec la lumière du soleil qui traverse la surface au-dessus de vous. Nagez avec WASD ou les flèches, montez avec R ou Espace et descendez avec F ou C. Sur un téléphone, utilisez le joystick et les flèches en bas à droite.

Faites glisser pour tourner. Molette ou pincement pour zoomer.

Mis à jour le Sources vérifiées le
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Ce qui change en descendant

La profondeur maximale de l’océan se trouve au Challenger Deep, dans la fosse des Mariannes, à près de onze kilomètres sous la surface. En moyenne, l’océan est profond d’un peu moins de quatre kilomètres.

Si vous avez déjà plongé jusqu’au fond d’une piscine profonde, vous savez que deux choses arrivent vite : les oreilles commencent à faire mal, et tout devient un peu bleu. Continuez en pleine mer et les deux effets s’amplifient jusqu’à ce que, quelque part sous 1000 m, il ne reste plus de lumière du soleil et que l’eau vous presse du poids d’une centaine d’atmosphères.

Cette exposition est une colonne d’océan qui va de la surface du Pacifique occidental jusqu’au fond du Challenger Deep, dans la fosse des Mariannes, à environ 10 935 m sous le niveau de la mer selon le chiffre de la NOAA. Vous pouvez y descendre comme dans un ascenseur, ou vous arrêter à n’importe quelle profondeur et nager alentour. L’affichage en haut à gauche est calculé à chaque image à partir de la profondeur de vos yeux : profondeur en mètres, nom de la couche, température de l’eau, pression en atmosphères, et ce qui reste de la lumière du soleil de surface en rouge, vert et bleu. L’échelle à droite place votre profondeur à côté des plongées des baleines et des sous-marins.

En chemin, 113 animaux sont à leur taille réelle, d’une galère portugaise flottant en surface aux amphipodes du fond du Challenger Deep. Il y a aussi des nuanciers sur une corde, des sources hydrothermales sur une dorsale, un squelette de baleine sur le flanc de la dorsale et les deux sous-marins qui ont emmené des humains jusqu’au fond. Le guide présente chaque animal avec sa plage de profondeur, sa taille maximale et l’origine de ces chiffres, et un clic sur un nom vous y conduit.

Pourquoi le rouge disparaît en premier

La lumière du soleil est un mélange de couleurs, et l’eau ne les traite pas de la même façon. Elle absorbe les grandes longueurs d’onde (rouge et orange) bien plus vite que les courtes (bleu). La fiche de NOAA Ocean Exploration sur la lumière et la couleur le dit simplement : les rouges, les oranges et les jaunes sont filtrés rapidement, et la lumière bleue va le plus loin.

Les nuanciers le montrent. Ils pendent à une corde à 5, 20, 50, 100 et 200 m, chacun avec six pastilles : rouge, orange, jaune, vert, bleu et blanc. À 5 m, le nuancier paraît presque normal. À 20 m, la pastille rouge s’est assombrie. À 100 m, le rouge et l’orange sont noirs, le jaune ressemble à un vert terne et la pastille blanche est bleu pâle. Le projecteur de l’exposition ne s’allume que sous 140 m environ, si bien que les nuanciers du haut ne sont éclairés que par le soleil.

C’est aussi pourquoi tant d’animaux des grands fonds sont rouges. Un animal rouge renvoie la lumière rouge, et sous quelques dizaines de mètres il n’en reste plus à renvoyer : il paraît donc noir. La NOAA décrit un crapaud de mer observé à plus de 3000 m, rouge vif sous les projecteurs d’un robot et noir dans l’obscurité qui l’entoure. Dans cette exposition, le calmar géant et les panaches des vers tubicoles ne montrent leur couleur que dans le faisceau de votre projecteur.

Vérifier les chiffres de la lumière

Le modèle traite la lumière comme décroissant de façon exponentielle avec la profondeur, avec un taux propre à chaque bande de couleur :

I(d) = I₀ × e^(−K·d)

K est le coefficient d’atténuation diffuse. Pour l’eau claire du large, le modèle prend K = 0,35 par mètre pour le rouge (environ 650 nm), 0,065 pour le vert (environ 550 nm) et 0,022 pour le bleu (environ 475 nm). Ce sont des estimations pour l’eau océanique la plus claire. L’eau côtière, chargée de plancton et de sédiments, perd la lumière bien plus vite.

Avec ces trois nombres, un petit calcul donne la profondeur où chaque bande tombe à 1 % de sa valeur en surface, d = ln(100) / K :

Bande K (par m) 1 % restant à 0,1 % restant à
Rouge 0,35 13 m 20 m
Vert 0,065 71 m 106 m
Bleu 0,022 209 m 314 m

Le bleu qui atteint 1 % vers 200 m concorde avec la description de l’océan par la NOAA : les 200 m supérieurs forment la zone éclairée (euphotique), très peu de lumière passe entre 200 et 1000 m, et sous 1000 m environ la lumière venue d’en haut a entièrement disparu. Dans le modèle, il reste à 1000 m environ 3 × 10⁻¹⁰ de la lumière bleue de surface, bien trop peu pour une plante. Certains yeux des profondeurs sont assez sensibles pour la percevoir, c’est pourquoi la NOAA dit que la lumière peut être détectée jusqu’à 1000 m.

Les barres de l’affichage utilisent une échelle logarithmique : une chute de 100 % à 10 % et une chute de 0,1 % à 0,01 % y apparaissent comme le même pas. L’image suit la même idée, parce que nos yeux s’adaptent à la pénombre. C’est pourquoi l’eau paraît encore bleue à 300 m dans le modèle, alors qu’il reste moins de 0,2 % de la lumière bleue.

La pression augmente d’environ une atmosphère tous les 10 mètres

Au niveau de la mer, l’air vous presse d’une atmosphère, environ 14,7 livres sur chaque pouce carré. L’eau est environ 800 fois plus dense que l’air, si bien qu’une courte colonne d’eau pèse autant que toute l’atmosphère au-dessus de vous. La règle de la NOAA : une atmosphère de plus tous les 33 pieds (10,06 m) de profondeur.

Le modèle utilise la formule hydrostatique avec une densité constante :

p = 1 atm + ρ·g·d

avec ρ = 1025 kg/m³ pour l’eau de mer, g = 9,81 m/s² et 1 atm = 101 325 Pa. Une atmosphère correspond alors à 101 325 / (1025 × 9,81) = 10,08 m d’eau, proche des 10,06 m de la NOAA. Voici les valeurs aux étapes de l’exposition, telles que l’affichage les donne :

Profondeur Pression dans le modèle
10 m 2,0 atm
100 m 10,9 atm
600 m 60,5 atm
1500 m 149,9 atm
2600 m 259,0 atm
2891 m 287,9 atm
4500 m 447,6 atm
10 935 m 1086 atm

La règle empirique de la NOAA donne 1 + 10 935 / 10,06 = 1088 atm au fond : les deux concordent à 0,2 % près. L’eau de mer réelle se comprime un peu en profondeur et devient légèrement plus dense, si bien que la pression réelle au fond de la fosse est un peu plus élevée que l’un et l’autre chiffre. Tous deux dépassent largement le « plus de 1000 fois la surface » souvent cité.

Les animaux sans poches d’air ne s’en aperçoivent guère. NOAA Ocean Exploration souligne que la plupart des animaux des grands fonds sont surtout faits d’eau, qui ne se comprime presque pas, si bien que certaines espèces montent et descendent de 1000 m chaque jour en traversant 100 atmosphères. Les baleines s’en sortent parce que leurs côtes et leurs poumons peuvent se replier sous la pression. Les sous-marins ont besoin d’épaisses sphères d’acier ou de titane pour l’équipage.

Une eau froide qui ne gèle jamais

Près de la surface du Pacifique tropical, l’eau avoisine 28 °C, réchauffée et brassée par le soleil et le vent. Sous cette couche de mélange vient la thermocline, où la température chute vite avec la profondeur. La NOAA indique que sous 200 m environ l’océan n’est en moyenne qu’à 4 °C environ, que la température change peu entre 1000 et 4000 m environ, et que l’eau plus profonde reste entre le point de congélation et à peine au-dessus.

La température de l’affichage vient d’un profil type du Pacifique tropical occidental, avec des droites entre les points : 28 °C en surface, 18 °C à 200 m, environ 4 °C à 1000 m et environ 1,5 °C entre 4000 et 6000 m. Dans la fosse, elle remonte légèrement jusqu’à environ 2,4 °C au fond, parce que l’eau se réchauffe un peu en étant comprimée. Ce profil est une estimation pour cette région. Les autres océans et saisons diffèrent, surtout dans les quelques centaines de mètres du haut.

Les cinq couches de l’océan

La NOAA découpe la colonne d’eau selon la quantité de lumière solaire qui l’atteint, et les noms de l’exposition suivent ses limites :

  1. Zone éclairée (épipélagique), de 0 à 200 m. Assez de lumière pour le phytoplancton : l’essentiel de la nourriture de l’océan est produit ici.
  2. Zone crépusculaire (mésopélagique), de 200 à 1000 m. Trop sombre pour la photosynthèse. Beaucoup d’animaux y produisent leur propre lumière.
  3. Zone de minuit (bathypélagique), de 1000 à 4000 m. Aucune lumière solaire. La seule lumière vient des animaux.
  4. Zone abyssale (abyssopélagique), de 4000 à 6000 m. Une eau proche du gel au-dessus de vastes plaines de boue.
  5. Zone hadale (fosses), à partir de 6000 m. Seules les fosses profondes descendent jusque-là. Le nom vient d’Hadès.

La profondeur moyenne de l’océan entier est d’environ 3682 m : la majeure partie du fond marin se trouve donc dans la zone de minuit ou la zone abyssale.

Les boutons de zone en bas de l’écran vous emmènent à chaque couche, et un bandeau affiche ses valeurs quand vous franchissez une limite. Voici les chiffres du modèle en haut et en bas de chaque zone, calculés avec les formules ci-dessus :

Zone Profondeur Eau Pression Lumière bleue restante
Éclairée 0 à 200 m 28 à 18 °C 1 à 21 atm 100 % à 1,2 %
Crépuscule 200 à 1000 m 18 à 4,2 °C 21 à 100 atm 1,2 % à 3 × 10⁻⁸ %
Minuit 1000 à 4000 m 4,2 à 1,6 °C 100 à 398 atm aucune
Abyssale 4000 à 6000 m 1,6 à 1,5 °C 398 à 596 atm aucune
Hadale 6000 à 10 935 m 1,5 à 2,4 °C 596 à 1086 atm aucune

113 animaux, de la surface au fond de la fosse

Le guide compte 113 espèces : 18 dans la zone éclairée, 36 dans la zone crépusculaire, 39 dans la zone de minuit (avec les animaux des sources et de la carcasse de baleine), 13 dans la zone abyssale et 7 dans la zone hadale. Chacune est placée à une profondeur comprise dans la plage donnée par sa source, et chacune est construite près de sa taille maximale connue : les petits sont donc petits. Il faut nager tout près de la baudroie ou des gastéropodes à pied écailleux pour les voir, alors que le siphonophore géant s’étend sur 30 m dans la zone crépusculaire.

Les animaux sont tirés de quelques plans de corps (poisson, requin, anguille, calmar, poulpe, méduse, crevette, crabe, etc.), chacun façonné par des nombres pour sa hauteur, sa largeur, ses nageoires et ses dents. Un ogre et un poisson-hachette partagent un même plan avec des nombres différents. Les modèles faits à la main de la première version de l’exposition sont toujours là :

  • Poissons-lanternes (600 m). Le myctophe ponctué atteint 11 cm. Il porte des rangées d’organes lumineux sur le ventre, et sa lumière est bleue, la couleur qui porte le plus loin dans l’eau. La NOAA note que c’est pour cette raison que la plupart de la bioluminescence marine est bleue.
  • Cachalot et calmar géant (environ 650 m). Le mâle mesure 16 m, et NOAA Fisheries indique jusqu’à 52 pieds pour les mâles adultes. Selon NOAA Fisheries, les cachalots chassent couramment vers 2000 pieds (610 m), et le National Ocean Service mentionne des plongées de 7000 pieds (2134 m) ou plus à la recherche de calmars géants. Le modèle du calmar mesure 12 m de la pointe des nageoires au bout de ses deux longs tentacules de capture.
  • Diable noir (1500 m). FishBase indique 18 cm pour les femelles et environ 3 cm pour les mâles. Son leurre (l’esca) contient des bactéries bioluminescentes qui brillent et attirent les proies près de sa bouche. La NOAA compte 167 espèces de baudroies des grands fonds.
  • Sources hydrothermales (2600 m). L’eau de mer s’infiltre dans la croûte, est chauffée par le magma et ressort à plus de 400 °C. La pression l’empêche de bouillir. Les minéraux précipitent au contact de l’eau froide et bâtissent des cheminées, et la NOAA signale des fumeurs actifs d’environ 9 m dans l’arc des Mariannes. Les vers tubicoles géants atteignent 2 m et vivent de bactéries qui transforment en nourriture les substances chimiques de la source. SeaLifeBase les signale entre 2564 et 2673 m, c’est pourquoi le champ hydrothermal du modèle est à 2600 m.
  • Holothurie nageuse (4500 m). Enypniastes, surnommée « monstre poulet sans tête », peut décoller du fond en faisant onduler ses lobes et nager sur de longues distances.
  • Liparis des Mariannes (8000 m). FishBase indique de 6198 à 8178 m et jusqu’à 22,6 cm. Selon NOAA Ocean Exploration, le poisson le plus profond jamais filmé était un liparis à 8336 m, et aucun poisson ne vit probablement plus bas qu’environ 8400 m.

Comment les animaux s’adaptent aux profondeurs

Ouvrez le guide et filtrez par adaptation : les mêmes quelques réponses reviennent sans cesse.

  • Produire de la lumière (18 espèces). Poissons-lanternes, poissons-hachettes, chauliodes et poulpe aux ventouses lumineuses portent tous des organes lumineux. Le poisson-hachette oriente les siens vers le bas pour cacher sa silhouette aux chasseurs situés dessous (contre-illumination). La malacostée noire fait exception : elle produit de la lumière rouge, que la plupart des animaux des profondeurs ne voient pas.
  • Corps rouges ou noirs (19 espèces). Sous 20 m environ il ne reste plus de lumière rouge, si bien qu’un animal rouge paraît aussi sombre qu’un noir. La méduse casque, le calmar vampire et la crevette des grands fonds sont tous rouges.
  • Transparents ou en miroir (15 espèces). Les méduses, le larvacé géant et le liparis sont presque transparents. Le poisson-hachette a des flancs argentés qui renvoient la lumière bleue alentour.
  • Grandes bouches et estomacs extensibles (10 espèces). La nourriture est rare, alors beaucoup de chasseurs peuvent avaler tout ce qu’ils croisent. Le grand avaleur peut engloutir un poisson plus long que lui, et le grandgousier pélican ouvre ses mâchoires comme un filet.
  • Taille géante (12 espèces). Certains animaux profonds sont bien plus grands que leurs cousins des eaux peu profondes. La plupart des amphipodes mesurent quelques millimètres, mais l’amphipode supergéant atteint 34 cm.
  • Vivre de chimie, pas de soleil (4 espèces). Aux sources, vers tubicoles, moules hydrothermales, crabes yéti et gastéropodes à pied écailleux vivent de bactéries qui fabriquent de la nourriture à partir de sulfure d’hydrogène.
  • Manger ce qui coule (5 espèces). Grenadiers, requin du Groenland, vers mangeurs d’os et amphipodes hadaux attendent que la nourriture tombe d’en haut.

Une carcasse de baleine à 2891 m

À l’ouest des sources, la dorsale descend à 2891 m, et un squelette de baleine de 14 m repose sur la boue. Le National Ocean Service de la NOAA décrit ce qui se passe quand une baleine meurt et coule : les charognards mangent les tissus mous en quelques mois, les restes enrichissent la boue voisine pendant plus d’un an, et le squelette peut faire vivre des communautés entières pendant des années, voire des décennies, à mesure que des bactéries décomposent les graisses à l’intérieur des os.

La profondeur vient du ver mangeur d’os Osedax rubiplumus. SeaLifeBase lui donne une seule profondeur, 2891 m, où il a été trouvé sur un squelette de baleine en 2002. Les panaches rouges sur les os du modèle sont ces vers, d’environ 4 cm chacun. Un requin du Groenland tourne au-dessus. Il vit dans l’Atlantique et l’Arctique, pas dans le Pacifique, mais c’est un charognard connu et sa plage de profondeur signalée atteint 2992 m.

D’où viennent les chiffres du guide

Pour les poissons, la plage de profondeur et la longueur maximale viennent de FishBase, et pour les autres animaux de SeaLifeBase. Ce sont deux grandes bases de données qui citent l’article à l’origine de chaque chiffre. Quelques fiches s’appuient plutôt sur la NOAA ou sur un article de recherche, et chaque fiche nomme sa source avec un lien.

Les tailles sont les maximums connus, mesurés de différentes façons. La longueur totale va du museau au bout de la queue. La longueur standard s’arrête là où commence la nageoire caudale, si bien que la longueur réelle d’un poisson est un peu plus grande. Les calmars et les poulpes se mesurent au manteau (le corps), pas aux bras, et les méduses à la largeur de l’ombrelle. La fiche précise toujours laquelle. Pour sept animaux (le crabe yéti, la moule hydrothermale, le gastéropode à pied écailleux, le cochon de mer, l’holothurie nageuse, le larvacé géant et la phronime), les sources donnent une profondeur mais pas de taille : la taille est donc notre estimation, signalée comme telle.

En nageant, chaque animal dont vous vous approchez est coché dans le guide, et le compteur du bouton du guide indique combien vous en avez vu.

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Jusqu’où descendent baleines et sous-marins

L’échelle à droite de l’écran marque ces profondeurs :

Qui Profondeur Source
Cachalot, plongée de chasse habituelle environ 610 m NOAA Fisheries
Cachalot, plongée profonde 2134 m ou plus NOAA National Ocean Service
Baleine à bec de Cuvier, plongée la plus profonde connue 2992 m NOAA Fisheries
Alvin, profondeur nominale 6500 m WHOI
Poisson filmé le plus profond 8336 m NOAA Ocean Exploration
Deepsea Challenger, 2012 10 908 m (35 787 ft) Expédition DEEPSEA CHALLENGE
Trieste, 1960 10 912 m (35 800 ft) US Naval Historical Center

Le 23 janvier 1960, le lieutenant Don Walsh, de l’US Navy, et Jacques Piccard ont mené le bathyscaphe Trieste au fond du Challenger Deep. La descente a pris près de cinq heures, et ils sont restés environ 20 minutes sur le fond. En 2012, James Cameron a fait le voyage seul dans le Deepsea Challenger, un engin de 24 pieds (7,3 m) qu’il a ensuite offert à la Woods Hole Oceanographic Institution. Les profondeurs relevées diffèrent de quelques mètres entre elles et avec les 10 935 m de la NOAA, car chacune a été mesurée autrement, et les relevés de la fosse ont été affinés depuis.

En quoi le modèle diffère de l’océan réel

  • La profondeur est comprimée. À l’horizontale, une unité vaut un mètre : chaque animal et chaque engin est à sa vraie taille. À la verticale, le modèle utilise une échelle logarithmique pour que les 10 935 m tiennent : près de la surface, une unité vaut environ un mètre de profondeur, vers 1000 m environ 18 m, et au fond environ 180 m. Dans les 12 derniers mètres au-dessus de chaque fond, l’affichage repasse en mètres réels : la profondeur affichée au fond est donc la vraie.
  • Tout est plus rapproché. Les animaux sont réunis autour d’une seule colonne pour que vous les trouviez. Dans l’océan réel, les sources se trouvent sur les dorsales océaniques et dans les bassins d’arrière-arc, pas à côté de la fosse des Mariannes, et la fosse fait des dizaines de kilomètres de large.
  • Le modèle de lumière est simple. Trois bandes de couleur à taux fixes, une eau claire, le soleil au zénith. Les nuages, le plancton et l’angle du soleil modifient tous les chiffres réels.
  • Des animaux de plusieurs océans. La colonne rassemble des espèces de mers différentes : le gastéropode à pied écailleux vit aux sources de l’océan Indien, le crabe yéti sur la dorsale de Scotia orientale et le requin du Groenland dans l’Atlantique et l’Arctique. Chacun est placé à une profondeur où sa source le signale.
  • Chaque animal est proche de sa taille maximale. Les modèles font de 80 à 100 % de la taille maximale connue, et la plupart des individus réels sont plus petits. Le siphonophore géant de 45 m est montré sur 30 m pour qu’il tienne.
  • Certaines tailles sont des estimations. Sept tailles du guide, la longueur du calmar géant, la forme du Trieste et le profil de température sont signalés comme des estimations.

Se déplacer

Sur ordinateur, nagez avec WASD ou les flèches, montez avec R ou Espace et descendez avec F ou C. Maintenez Maj pour aller plus vite, et faites glisser pour regarder autour. Sur téléphone, le joystick en bas à gauche vous déplace à l’horizontale (poussez-le à fond pour accélérer), et les deux flèches en bas à droite vous font monter et descendre.

L’océan fait 10,9 km de profondeur : il existe donc des moyens plus rapides de descendre. Les boutons de vitesse (ou les touches 1, 2 et 3) passent de Lent, environ 1,4 m/s comme un plongeur, à Rapide, puis à Sous-marin, environ 8 m/s, qui rend aussi la montée et la descente quatre fois plus rapides. Les cinq boutons de zone vous mènent directement à chaque couche, et un clic sur l’échelle de profondeur à droite vous emmène à cette profondeur. Le curseur de profondeur dans « Réglages » fonctionne comme un ascenseur.

Le bouton du guide ouvre la liste des 113 animaux. Vous pouvez chercher par nom ou restreindre la liste par profondeur, taille ou adaptation, et choisir un nom vous place devant l’animal avec une fiche qui donne sa plage de profondeur, sa taille et sa source. Les étapes de la « Visite » s’arrêtent à neuf profondeurs, et « Pièces » vous conduit à chaque modèle fait à la main. Éteignez le projecteur dans les profondeurs et il ne reste que la lumière des animaux eux-mêmes.

La pression en poids sur un ongle

Les atmosphères se sentent mal : transformons donc la valeur du fond en poids. Une atmosphère normale vaut 101 325 Pa, soit 101 325 N sur chaque mètre carré, ou environ 10,1 N sur chaque centimètre carré. C'est le poids d'environ 1,03 kg posés sur une surface de la taille d'un ongle de pouce (ici 1 cm², une hypothèse, car les ongles varient).

Au fond, l'affichage indique 1086 atm. Multiplions : 1086 × 10,1 N donne environ 11 000 N sur ce seul centimètre carré. Divisé par g = 9,81 m/s², cela correspond à une masse d'environ 1120 kg, un peu plus d'une tonne. Dans les anciennes unités qu'emploie la NOAA, cela fait environ 1086 × 14,7 = 16 000 livres sur chaque pouce carré. Le même calcul à 1000 m, où l'affichage donne environ 100 atm, donne à peu près 100 kg sur l'ongle.

Le chiffre paraît énorme, mais c'est une pression, pas une charge unique. L'eau pousse de tous les côtés avec la même force : un corps rempli d'eau, sans rien de creux à l'intérieur, n'est donc pas écrasé. C'est le sujet de la section suivante.

Idées reçues

  • « La pression écrase tout, là-bas. » Elle écrase ce qui contient du gaz. NOAA Ocean Exploration explique que la plupart des animaux des grands fonds sont surtout faits d'eau, qui se comprime à peine, et qu'ils n'ont pas de grandes poches d'air susceptibles de s'effondrer. Un gobelet en polystyrène ou une coque pleine d'air, c'est autre chose, et c'est pourquoi l'équipage d'un submersible prend place dans une épaisse sphère.
  • « Sous 200 m, il fait simplement noir. » Selon la NOAA, très peu de lumière passe entre 200 et 1000 m, et sous environ 1000 m la lumière venue d'en haut a disparu. Les couches basses ne sont pourtant pas privées de lumière. NOAA Ocean Exploration note que beaucoup d'animaux y produisent la leur, alors que l'affichage de l'exposition ne compte que la lumière du soleil.
  • « En descendant deux fois plus bas, la pression double. » La pression est l'atmosphère de la surface plus l'eau au-dessus de vous : les 10 premiers mètres la doublent, et les 10 suivants n'ajoutent qu'une moitié de plus. À 10 m le modèle indique 2,0 atm, à 100 m 10,9 atm et à 10 935 m 1086 atm.
  • « La mer paraît bleue parce que l'eau est bleue. » Les cartes de couleur montrent l'autre moitié de l'histoire : le rouge, l'orange et le jaune sont absorbés en quelques dizaines de mètres, et il ne reste à voir que du bleu.

À essayer sur l'écran

Placez le curseur de profondeur, sous Réglages, sur 10 m et lisez la pression, puis sur 100 m et sur 1000 m. Vous devriez voir environ 2,0, 10,9 et 100,2 atm : à peu près une atmosphère de plus tous les 10 m. Le projecteur ne s'allume qu'en dessous d'environ 140 m ; à 100 m, la bascule Projecteur ne change donc rien. À 300 m puis à 3000 m, éteignez-le et rallumez-le, et comparez : allumé, les animaux dans le faisceau montrent leurs couleurs ; éteint, il ne reste que la lumière du soleil indiquée à l'affichage et la lumière propre aux animaux. Enfin, cliquez sur le bouton de vitesse Sous-marin et descendez jusqu'à la carcasse de baleine, à 2891 m : vérifiez que la pression y est de 287,9 atm, comme dans le tableau plus haut.

Des lumières dans le noir : où se trouvent les organes lumineux

Sous environ 1,000 m, il ne reste plus de soleil, mais l’obscurité n’est pas dépourvue de lumière. Selon NOAA Ocean Exploration, 80% des animaux vivant entre 200 et 1,000 m produisent leur propre lumière, surtout bleue, car elle se propage le plus loin dans l’eau. Le guide indique où se trouvent les photophores et le modèle éclaire ces endroits :

  • Des rangées sur le ventre. Les poissons hachettes, poissons lanternes, gonostomes et de nombreux poissons dragons portent des rangées de photophores sous le corps. Vus d’en dessous, ils égalent la faible lumière de la surface et masquent leur silhouette : c’est la contre-illumination.
  • Le bout d’un leurre ou d’un barbillon. Les baudroies suspendent un leurre lumineux, l’esca, devant la bouche ; certains poissons dragons traînent un barbillon lumineux sous le menton. La baudroie aux nageoires en éventail fait exception : son leurre ne brille pas.
  • Sous l’œil, en rouge. Plusieurs poissons dragons, dont ceux à mâchoire lâche et celui à petites dents, produisent de la lumière rouge sous l’œil. MBARI souligne que la plupart des animaux profonds ne voient pas le rouge : le poisson peut donc éclairer sa proie sans se montrer.
  • Le bout des bras. Taningia danae possède les plus grands organes lumineux connus chez un animal, au bout de deux bras. Le calmar luciole en a trois sur chacun de deux bras.
  • Du liquide lumineux. Un poisson à épaules tubulaires expulse du liquide lumineux par une poche derrière l’opercule et laisse un nuage lumineux pendant sa fuite.

Dans les couches sombres, une flèche au bord de l’écran indique l’animal le plus proche et sa distance dans la scène. Un clic permet de le rejoindre. Dans le guide enrichi, 59 des 113 espèces vivent sous 1,000 m, contre 31 auparavant. Ces fonctions enrichies sont disponibles dans cette scène.

Les géants côte à côte

Le bouton de taille de la version enrichie aligne trois longs animaux de la zone crépusculaire à taille réelle, dans l’eau éclairée à 30 m, à côté d’une personne de 1.7 m : un cachalot mâle de 16 m, un calmar géant estimé à 12 m jusqu’au bout des deux tentacules de capture et un régalec de 8 m. Les queues sont alignées à gauche pour comparer directement les longueurs. Ce sont les mêmes modèles que plus bas. Le guide et les défis emploient ces mêmes valeurs : celle du cachalot vient de NOAA Fisheries pour un mâle adulte, celle du calmar est une estimation du modèle et non un record maximal.

Des découvertes cachées pendant la descente

La version enrichie cache 16 découvertes le long de la colonne. Il faut nager à proximité pour les trouver. La plupart correspondent à des observations réelles :

  • L’épave la plus profonde, 6,895 m. En juin 2022, la marine américaine a confirmé que l’épave trouvée par Victor Vescovo et Caladan Oceanic en mer des Philippines était le destroyer d’escorte USS Samuel B. Roberts, coulé en 1944. C’est l’épave la plus profonde jamais localisée et étudiée. Le modèle n’en montre qu’un morceau de coque brisé sur un rebord de la paroi.
  • Le poulpe le plus profond, 6,957 m. En 2019, une caméra posée dans la fosse de Java a filmé un poulpe dumbo, le premier observé dans la zone hadale ; voir Jamieson et Vecchione, 2020.
  • Un plomb de sonde, 8,184 m. Le HMS Challenger a mesuré 26,850 ft dans la fosse des Mariannes en 1875 avec une ligne lestée. Le Challenger Deep porte le nom du navire.
  • Nereus, 9,990 m. Ce robot, qui avait atteint le Challenger Deep en 2009, a été perdu dans la fosse des Kermadec le 10 mai 2014.
  • Des cellules géantes, 10,641 m. Des chercheurs de Scripps ont filmé des xénophyophores dans la fosse Sirena en 2011. Ces organismes unicellulaires dépassent souvent 10 cm de diamètre.
  • Un sac plastique, 10,898 m. La base de déchets profonds de JAMSTEC conserve des photos et vidéos depuis 1983. Une étude de 2018 a montré que le déchet le plus profond enregistré était un sac plastique dans la fosse des Mariannes.
  • Kaiko, 10,911 m. Le robot japonais a atteint 10,911.4 m en mars 1995 et ramené l’amphipode Hirondellea gigas.
  • Un suintement froid, 2,891 m dans le modèle. Un fluide riche en méthane et sulfure d’hydrogène sort du flanc à une température proche de l’eau ambiante. Les moules vivent grâce aux bactéries utilisant le méthane. Les vers tubicoles croissent si lentement que certains du golfe du Mexique dépassaient 200 ans.
  • Une sonde et une règle aux sources, 2,600 m. Le fluide peut dépasser 400 °C. Les vers tubicoles géants y grandissent d’un peu moins de 1 m par an, un record parmi les invertébrés marins connus.
  • Un nodule cassé, 4,500 m. NOAA indique environ 2 mm par million d’années pour des croûtes de ce type.
  • Casper, 4,500 m dans le modèle. Ce poulpe pâle sans nageoires a été trouvé à 4,290 m au large d’Hawaï en 2016 et n’a toujours pas de nom scientifique.
  • Grande méduse rouge, cténophore à ventre rouge et piège à sédiments. Ils se trouvent en pleine eau à 1,500, 800 et 3,000 m respectivement.

Neuf défis

Le bouton des défis de la version enrichie ouvre neuf tâches courtes. Quatre se résolvent en nageant : trouver cinq animaux lumineux sous 1,000 m, atteindre le fond du Challenger Deep, suivre le cachalot jusqu’à sa plongée profonde de 2,134 m et visiter les cinq couches. Quatre demandent un choix fondé sur les données de l’exposition : la longueur du guide, la première couleur perdue dans le modèle lumineux, la pression à 10,912 m calculée par la formule et l’animal vivant sans soleil. Le dernier demande cinq découvertes cachées. Les défis résolus et les découvertes restent enregistrés sur cet appareil.

Questions

Pourquoi la mer paraît-elle bleue ?

L’eau absorbe la lumière rouge bien plus vite que la bleue, et elle renvoie une partie de la lumière bleue diffusée vers vos yeux. Vers 20 m, presque tout le rouge a disparu, et ce qui reste paraît bleu.

Y a-t-il de la lumière au fond de la fosse des Mariannes ?

Pas de lumière solaire. Selon la NOAA, la lumière de surface a disparu vers 1000 m. La seule lumière de la fosse vient des animaux qui produisent la leur et des projecteurs des sous-marins de passage.

Quelle est la pression au fond ?

Environ 1086 atmosphères dans ce modèle, ou environ 1088 selon la règle de la NOAA d’une atmosphère tous les 10,06 m. Cela fait environ 16 000 livres sur chaque pouce carré.

Pourquoi tant d’animaux des grands fonds sont-ils rouges ou noirs ?

Sous quelques dizaines de mètres il n’y a plus de lumière rouge : un animal rouge ne renvoie donc rien et paraît noir. Les deux couleurs cachent l’animal des prédateurs dans l’obscurité.

Jusqu’où un cachalot peut-il plonger ?

NOAA Fisheries indique que les cachalots plongent couramment vers 610 m, et le National Ocean Service de la NOAA mentionne des plongées de chasse de 2134 m ou plus. La plongée la plus profonde connue, toutes baleines confondues, revient à une baleine à bec de Cuvier, à 2992 m.

À quelle profondeur a-t-on vu un poisson ?

Un liparis filmé à 8336 m. NOAA Ocean Exploration estime qu’aucun poisson ne vit beaucoup plus bas qu’environ 8400 m à cause de la pression extrême.

Quelle est la température des grands fonds ?

Sous 200 m environ, la moyenne est d’environ 4 °C, et près du fond l’eau est proche du gel mais reste liquide. Dans la fosse, elle se réchauffe très légèrement sous l’effet de la compression.

Qu’est-ce qu’une carcasse de baleine ?

C’est le corps d’une baleine sur le fond marin. La NOAA la décrit comme un apport de nourriture soudain et concentré pour les profondeurs : les charognards nettoient la chair en quelques mois, et les os peuvent nourrir des communautés de vers, de bactéries et d’autres animaux pendant des années, voire des décennies.

Pourquoi tant d’animaux des grands fonds produisent-ils de la lumière ?

Sous 1000 m environ il n’y a pas de lumière solaire : la lumière est donc le seul moyen de voir ou d’être vu. Les animaux s’en servent pour attirer leurs proies, trouver un partenaire, surprendre un agresseur et, comme le poisson-hachette, cacher leur silhouette contre la faible lumière d’en haut. Dans cette exposition, 37 des 113 espèces produisent de la lumière.

Les animaux des grands fonds sont-ils plus grands que ceux des eaux peu profondes ?

Certains, oui. L’amphipode supergéant atteint 34 cm, bien des fois la longueur des amphipodes des eaux peu profondes, et le calmar géant et le siphonophore géant comptent parmi les plus longs animaux. Beaucoup d’autres restent petits, comme le cyclothone de 7,6 cm : la taille dépend du groupe.

Qui a atteint le premier le fond du Challenger Deep ?

Don Walsh et Jacques Piccard, à bord du Trieste, le 23 janvier 1960. James Cameron a été le premier à y aller seul, en 2012.

Quelle est l’épave la plus profonde jamais découverte ?

Selon la marine américaine, c’est l’USS Samuel B. Roberts, un destroyer d’escorte coulé pendant la bataille de Samar en 1944. L’épave repose à 6,895 m en mer des Philippines et a été identifiée en juin 2022 ; aucune épave localisée et étudiée n’est plus profonde.

Le plastique a-t-il atteint le fond de l’océan ?

Oui. Une étude de 2018 de la base de JAMSTEC a trouvé du plastique même sous 6,000 m, surtout à usage unique. Le déchet le plus profond enregistré était un sac plastique à 10,898 m dans la fosse des Mariannes.

Qu’est-ce qu’un suintement froid ?

Un lieu où des fluides riches en méthane, pétrole ou sulfure d’hydrogène sortent du fond à une température proche de l’eau environnante. NOAA décrit des milieux stables et durables, contrairement aux sources chaudes. Leurs animaux grandissent lentement : des vers tubicoles dépassent 200 ans.

Quel animal possède les plus grands organes lumineux ?

Taningia danae possède les plus grands organes lumineux connus chez un animal, au bout de deux de ses bras. Il les fait clignoter pendant la chasse.

Vocabulaire

  • Carcasse de baleine : le corps d’une baleine sur le fond marin et la communauté qui en vit.

  • Longueur standard : longueur d’un poisson mesurée du museau au début de la nageoire caudale.

  • Contre-illumination : lumière émise par le ventre qui imite la faible lumière venue d’en haut, pour que l’animal ne projette pas d’ombre.

  • Coefficient d’atténuation (K) : la vitesse à laquelle la lumière faiblit avec la profondeur. La lumière tombe à 1/e (environ 37 %) sur une distance de 1/K.

  • Atmosphère (atm) : la pression de l’air au niveau de la mer, 101 325 pascals.

  • Bathyscaphe : engin de plongée profonde qui suspend une sphère pour l’équipage sous un grand flotteur rempli d’essence, plus légère que l’eau et presque incompressible.

  • Bioluminescence : lumière produite par des êtres vivants grâce à une réaction chimique.

  • Chimiosynthèse : fabrication de nourriture à partir de substances chimiques plutôt que de lumière solaire, comme le font les bactéries des sources.

  • Esca : le leurre lumineux au bout de la canne d’une baudroie.

  • Zone hadale : la partie la plus profonde de l’océan, à partir de 6000 m, qu’on ne trouve que dans les fosses.

  • Photophore : organe producteur de lumière chez un poisson ou un calmar.

  • Thermocline : la couche où la température chute vite entre l’eau chaude de surface et l’eau froide profonde.

  • Suintement froid : lieu où un fluide riche en méthane sort du fond à une température proche de l’eau environnante.

  • Xénophyophore : organisme unicellulaire des grands fonds pouvant dépasser 10 cm.

Sources

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