Les nodules polymétalliques dans les grands fonds océaniques
Une extraordinaire aventure minière et scientifique sous-marine
Michel Hoffert
Société Géologique de France Vuibert
Introduction. Pourquoi ce livre ?1
Une énigme géologique1
Un eldorado minier2
Les difficiles relations entre
la recherche fondamentale et la recherche appliquée2
Un modèle unique de
«courbes de publications»3
L'effort de la France dans les recherches sur les
nodules : une approche particulière4
Une structure inédite pour la gestion de
«la ressource nodules» : l'Autorité Internationale des Fonds Marins (ou ISA)4
L'état actuel des recherches sur les nodules : un frémissement ?5
Alors5
Une clé de lecture : la place des nodules dans les dépôts riches en fer
et en manganèse des fonds océaniques6
Trois types extrêmes de dépôts riches en fer et en manganèse (Fe-Mn)7
Les
encroûtements7
Les encroûtements «hydrogénés»7
Le cas particulier des
«encroûtements cobaltifères»8
Les encroûtements hydrothermaux9
Les
nodules polymétalliques10
Les phases Fe-Mn dans les sédiments10
Un fil
conducteur entre ces trois types de concentration Fe-Mn11
Et les nodules ?12
Première partie
Les nodules : une aventure scientifique, technique et juridique
Chapitre 1. Histoire des recherches sur les nodules15
Livingstone et le contexte d'une découverte15
John Murray : de la découverte au dogme (1873-1912)18
Le temps de la découverte des premiers nodules de manganèse (1873)
18
Le premier article sur les nodules et la première interprétation de leur genèse : des
fossiles transformés par imprégnation de manganèse19
Le premier «nodule» :
un faux nodule20
La prise de conscience de l'importance des nodules dans les
fonds océaniques : premières publications et premières interprétations22
Le temps de l'écriture de la Bible de l'océanographie : Deep Sea Deposits (1891)
23
Les premières analyses chimiques des nodules24
De l'art de découvrir des
nodules dans les estuaires en levant l'ancre de son yacht (Buchanan, 1878)25
La réponse immédiate de Murray : le manganèse correspond à un rejet industriel26
La séparation entre nodules lacustres, nodules de mers peu profondes et
nodules océaniques26
Un point d'histoire : qui a trouvé le premier nodule ?
Un pêcheur anonyme...27
Le temps du «dogme» de Murray sur la formation des nodules
28
La Bible : Deep Sea Deposits (1891)28
L'hypothèse hydrothermale de C.W.
Gümbel (1878)30
L'hypothèse d'une origine de manganèse à partir de l'eau de
mer31
Une dissension entre Murray et Renard32
L'hypothèse d'une action
de la matière vivante sur la formation des nodules32
Le modèle de Murray et
l'importance du volcanisme34
De Murray à Méro (1912-1960)36
La structure et l'évolution des océans selon Jules Verne36
L'utilisation des
écho-sondeurs et la complexité de la topographie des fonds océaniques37
Les
fonds océaniques restent immobiles (malgré Wegener !)39
Les mouvements
des masses d'eau océaniques40
La photographie des fonds océaniques : nouvelle
vision et abondance des nodules41
Une meilleure connaissance des sédiments
océaniques, l'accès à la dimension temps et une modification du concept
d'«argiles rouges»42
De nouvelles données sur la composition et la formation
des nodules43
Les nodules fossiles dans les séries géologiques anciennes :
Molengraaf, un grand oublié45
Une vision vers 1960 de l'environnement
océanique des nodules47
John Méro : un bateleur de génie47
L'article de 1960 : Mineral resources on the Ocean Floor
48
Les nodules sont très abondants48
Les nodules peuvent atteindre des tailles
gigantesques49
Les nodules sont très riches en métaux économiquement
intéressants49
Il est possible d'identifier des zones à nodules et d'estimer les
gisements miniers que cela représente50
Les autres ressources d'intérêt économique
associées aux nodules52
Les conceptions de Méro sur la formation des
nodules53
Quelques oublis de Méro54
Le livre de 1965 The Mineral Ressources of the Sea et quelques écrits postérieurs :
de nouveaux arguments en faveur de l'exploitation des nodules
54
Une évaluation de la quantité de nodules : 1,5 trillions de tonnes de nodules dans
les fonds océaniques ! (1 500 000 000 000 tonnes ± 50 %)54
La localisation des
nodules économiquement intéressants dans le Pacifique55
Une carte du Pacifique
en dollars et la «zone de nodules de haute qualité du Pacifique Nord»55
Il n'y a aucun scrupule à avoir à ramasser les nodules : ceux-ci se forment plus
vite qu'on ne les ramassera57
Exploiter les nodules ne serait pas nuisible à
l'environnement ... au contraire58
Des considérations sur l'intérêt financier
des nodules58
À la gloire de Méro
59
Découverte de la mine océanique «Clarion-Clipperton», 100 ans après celle
du premier nodule (1960-1973)59
Des circonstances économiques favorables60
1968 : la révolution des sciences de la Terre et son incidence sur la recherche
concernant les nodules
61
Gustav, Enrico, Dave, Geoffroy ... et les autres : «Neptunisme et volcanisme dans
l'océan»63
L'entrée en lice de quelques nations dans l'exploration industrielle
des nodules64
La recherche océanologique en URSS et la première carte des
zones de prospection des nodules dans le Pacifique65
La synthèse de Bezrukov
de 1970 : «Nodules de manganèse de l'océan Indien»65
La conférence de New-York
: une mise au point sur les nodules67
La consécration de la «Zone
Clarion-Clipperton» : Le projet Inter-University program of research on Ferro-manganese
deposits of the ocean floor (1972-1973)68
Le début de la prospection
industrielle et de la compétition internationale, 100 ans après la découverte
du premier nodule70
1973-1982 : de l'enthousiasme à la désillusion70
L'entrée en lice des Nations et des Consortiums dans le Pacifique Nord
71
L'URSS et le consortium YUZHMORGEOLOGIYA71
Les quatre consortiums à
direction américaine formés aux États-Unis entre 1974 et 197771
La France et
le groupement AFERNOD73
La République fédérale d'Allemagne et le consortium
AMR73
Le Japon et le consortium DORD74
L'exploration des nodules dans les autres parties de l'Océan mondial
75
L'océan Pacifique sud et le CCOP/SOPAC75
L'océan Indien et le DOD76
Le temps des grands programmes en mer
76
Le programme DOMES (1975-1976) : analogies et singularités de trois sites à
nodules de la zone Clarion-Clipperton en fonction des variations de latitude et de
longitude76
Le Projet MANOP (Manganese Nodule Program) (1977-1983) :
caractéristiques de cinq sites à nodules en fonction de la nature du sédiment associé78
Le projet ICIME (1978-1979) : caractéristiques des nodules le long
d'une coupe Nord-Sud de part et d'autre de l'équateur79
Le temps de la prolifération
des données, des colloques, des publications... et de la désinformation79
Une ambiance de «combat» entre chercheurs...81
Un «article-commentaire»
de Glasby en 198081
Le dur retour à la réalité des années 1980
83
La période après 1982 : de la désillusion à la raison84
La valeur des nodules et des métaux qu'ils contiennent
84
De nouvelles raisons de croire à l'intérêt économique des océans profonds : les
dépôts de sulfures hydrothermaux et les encroûtements cobaltifères84
La propriété des secteurs potentiels d'activité minière
86
Les nodules comme intérêt stratégique
86
Les stratégies des pays déjà investis dans la prospection des nodules
87
Trois nouveaux acteurs dans la prospection sur les nodules
88
Le consortium KORDI (Korean Ocean Research and Development Institute)88
Le consortium IOM (Interoceanmetal Joint Organisation)89
Le consortium
COMRA (China Ocean Mineral Resources Research and Development Association)89
Les travaux scientifiques depuis 1982
90
Issue des travaux allemands, une synthèse sur les nodules du Pacifique Nord90
De nouvelles données et un changement d'échelle dans les investigations91
Lancement d'études d'impact sur l'environnement relatives à une future activité
minière dans les zones à nodules91
Et maintenant ?
92
Les recherches en mer sur les nodules se continuent, mais avec de nouveaux
acteurs92
Quelques estimations actuelles des ressources nodules92
Des
données sur les estimations nodules dispersées et difficilement comparables
92
En
guise d'épilogue : «va-t-on voler les nodules ?»94
Chapitre 2. Comment ramasser, à l'échelle industrielle, des nodules vers
5 000 mètres de profondeur ? ou faire semblant...95
Les spécificités d'une exploitation minière des nodules95
Des impératifs techniques
95
Des impératifs économiques95
Trois grandes filières de ramassage96
Le
système de ramassage par bennes ou «procédé CLB (Continuous Line Bucket)»96
Les systèmes de ramassage hydraulique («hydraulic-lift» et «air-lift»)99
Les systèmes de préleveurs libres autonome (système «PLA») et le chantier sous-marin
français101
Une solution de compromis : un système de collecte
hydraulique basé sur une drague autopropulsée102
Les apports scientifiques et
techniques de ces essais industriels de ramassage103
Nodules, CIA et sous-marin soviétique : le projet «Jennifer»105
Mais l'histoire ne s'arrête pas là !
107
Chapitre 3. Les nodules de manganèse : un «patrimoine commun de
l'humanité»109
1958 : première conférence sur le droit de la mer109
1960 : seconde conférence
sur le droit de la mer110
1970 : émergence du concept de «patrimoine commun
de l'Humanité» et la création de la «Zone»110
La préparation de la Convention sur le Droit de la mer (1973-1982) et les
négociations sur les nodules de manganèse
111
Des initiatives nationales111
De 1980 à 1982 : des lois nationales pour l'exploration
et l'exploitation des nodules112
Les négociations parallèles entre pays
industriels intéressés par l'exploitation des nodules113
Les travaux préparatoires
à la troisième conférence sur le droit de la mer114
En décembre 1982, ouverture
à la signature de la convention sur le droit de la mer114
Les bases de la
Convention sur le droit de la mer115
1982-1994 : Une période de transition pour l'application de la Convention sur
le droit de la mer aux nodules
116
La partie XI de la Convention intitulée la «Zone», la résolution II et la mise en
place de procédures transitoires116
Le projet de création d'une «Autorité
internationale des fonds marins» («l'Autorité») : la mise en place d'une
Commission préparatoire dès 1983117
Le concept d'«investisseur pionnier»117
Les «secteurs d'activités préliminaires»118
L'«Entreprise internationale»118
Une période de tractations intenses119
L'enregistrement des investisseurs
pionniers et l'attribution des secteurs120
De 1994 à aujourd'hui : adoption de la Convention, création de l'ISA, signature
des contrats d'exploration
122
«L'Accord» du 28 juillet 1994122
Principales modifications concernant
l'exploration et l'exploitation des nodules123
16 novembre 1994 : création de
l'Autorité Internationale des Fonds marins ou ISA (International Seabed Authority)
; entrée en vigueur de la Convention sur le Droit de la mer123
13 juillet
2000 : adoption d'un Code minier124
2001 : la signature des contrats d'exploration
: la fin du régime transitoire institué par la résolution II124
Les travaux
sur les nodules polymétalliques incités par l'ISA124
En guise de conclusion125
Deuxième partie
Le rôle de la France dans la recherche sur les nodules polymétalliques -
l'observation directe des nodules en sous-marin
Introduction129
Quelques spécificités des recherches françaises sur les nodules129
Les nodules dans les traités de géologie français jusqu'en 1968130
Chapitre 4. De la décision d'explorer les nodules à la mise en évidence
de la zone Noria (1968-1980)133
La décision d'initier des recherches sur les nodules polymétalliques (1968)133
La création du Centre National pour l'Exploitation des Océans (CNEXO) en 1967
133
Le lancement du projet nodules : une décision imposée par la direction du CNEXO
135
Une première phase d'exploration dans le Pacifique Sud (1970-1975)137
La première mission nodules dans le Pacifique sud : TAHINO-01
137
Quelques remarques sur les «nodules» dragués durant TAHINO - 01 : les encroûtements
cobaltifères138
La mise au point d'une stratégie d'exploration et la poursuite des missions
nodules dans le Pacifique Sud jusqu'en mars 1975
138
Les premiers moyens d'observation et de prélèvement des nodules ; la mise
au point des «préleveurs libres»
140
Les carottages des premiers mètres de la colonne sédimentaire142
Les engins
libres ou «préleveurs libres autonomes»142
Première participation des laboratoires universitaires aux missions nodules :
les missions TRANSPAC (1972-1973)
144
Bilan de l'effort français dans le Pacifique Sud (1970-1975)
146
Quelques résultats issus des études dans le Pacifique Sud
147
Une carte bathymétrique de la Polynésie française (1975)147
Un «modèle» de
formation et de distribution des nodules proposé par Pautot et Melguen148
Une théorie sur la formation rapide des nodules (équipe de Claude Lalou à Gif-sur-Yvette)150
Une synthèse par le groupe exploration nodules
151
La première phase d'exploration du Pacifique Nord (1974-1980) :
à la recherche de la zone «NORIA»152
Le «Groupe d'Étude et de Recherche de Minéralisations Au Large» (GERMINAL)152
Une structuration de la recherche nodule : la création de l'Association
Française d'Études et de Recherches des Nodules (AFERNOD) en novembre 1974153
La participation d'AFERNOD à la mise au point de méthodes de ramassage
industriel et de moyens de traitement des nodules153
Les problèmes juridiques
internationaux suivis par AFERNOD et le CNEXO (puis par l'Ifremer)154
La notion de gisement nodules : les caractéristiques du minerai154
1974-1977 :
Stratégie d'exploration à «maille large» dans la zone Clarion-Clipperton (Pacifique
Nord)155
La nécessité de créer le concept de «Faciès photographique nodules»
comme outil de prospection156
La zone NORIA (NOdules Riches et Abondants)158
Mais où sont les «mornes plaines abyssales» ?160
Une recherche fondamentale sur les nodules très active160
Des relations ambiguës entre AFERNOD et la recherche universitaire160
La
création du comité scientifique «Nodules polymétalliques» (1976-1979)161
L'effort français sur les nodules dans l'océan Indien162
Les incursions nodules
dans l'océan Pacifique163
Le colloque international «La genèse des nodules
de manganèse» organisé par le CNRS à Gif-Sur-Yvette (septembre 1978)164
Les
campagnes COPANO et le projet ICIME (1979)165
Les résultats de ces missions165
AFERNOD : mission accomplie ! Fin de la phase de prospection166
Chapitre 5. De 1980 à nos jours : observation directe des nodules en
submersible, abandon progressif des recherches, regain d'intérêt169
Des discussions, des évaluations, des restructurations puis une désaffection
progressive169
Le programme de développement des nodules polymétalliques (1980-1988)
170
La création de l'Ifremer
170
Le «coup de gueule» du Commandant Cousteau (1981)
171
Le rapport de l'Académie des Sciences de 1984 : «Les modules polymétalliques -
Faut-il exploiter les mines océaniques ?»
173
Les principales conclusions173
Les recommandations174
1984. Création de GEMONOD : «Groupement pour la mise au point des
moyens nécessaires à l'exploitation des nodules polymétalliques»
175
Hypothèses de travail à partir desquelles se font les études de GEMONOD176
Les conclusions de GEMONOD177
Une désaffection progressive de la recherche fondamentale malgré un «appel
à idée nodules»
178
Lancement de «l'appel à idées pour des études à caractère scientifique concernant
les nodules polymétalliques des grands fonds et leur environnement (6 août
1985)»180
Conclusions181
Une volonté politique de cesser progressivement les recherches nodules dans
les années 1985
182
Vers l'observation directe des nodules182
L'acquisition et la mise au point de moyens d'observation et d'étude
d'une très grande qualité
183
La cartographie détaillée à l'aide du Seabeam ou sondeur multifaisceaux183
Le
RAIE (Remorquage Abyssal d'Instruments pour l'Exploration)185
L'Épaulard :
un submersible autonome185
Le «Système Acoustique Remorqué» (SAR)186
1979-1982 : la cartographie de détail et la découverte des caractères morpho-structuraux
des zones à nodules186
Le choix d'une «zone test» : la mission
NIXO-45 (1982)189
1985 : La première carte géologique au 1/20 000 d'une
zone à nodules : la zone «du Castel»189
La préparation des plongées : la zone
«gouttière» et la zone «seamount» (missions NIXO 46 et 47)190
La mission
NIXONAUT : «la vérité terrain», première vision par l'homme des champs de
nodules (18 novembre AU 22 décembre 1988)191
L'exploitation des données
issues de la mission193
Un état de «veille active» jusqu'en 2004193
Une
participation active aux activités de l'ISA195
Un suivi continu de la collecte des
informations : une banque de données unique195
Une période de lecture et de
méditation196
Un regain ? La campagne NODINAUT en 2004 : la vie associée
aux nodules196
Et maintenant ?198
Troisième partie
Un modèle de genèse et de répartition des nodules
selon leur environnement
Introduction : six ou sept questions201
Quatre échelles d'études, emboîtées à la manière des poupées russes202
Des données très nombreuses et récentes203
Chapitre 6. L'«objet nodule»205
Les principales caractéristiques de la morphologie externe206
Forme générale (ou morphologie primaire)
206
Morphologie irrégulière206
Morphologie en plaques ou en plaquettes206
Morphologie polylobée (encore appelée nodules coalescents)207
Morphologie
en «fragment de nodule»208
Morphologie régulière208
Des variations
fréquentes de forme selon les hémisphères supérieurs et inférieurs des nodules
réguliers208
Aspect de surface : la morphologie secondaire des nodules
209
L'apparence «botryoïdale» des nodules209
L'aspect lisse ou rugueux de la
surface210
Les tailles des nodules et les classes de taille211
Les concepts de
taille limite minimale et maximale et leur signification212
Les variations de
couleur : des indications de variations de composition et de position des nodules
par rapport au sédiment212
La présence éventuelle d'une «ceinture équatoriale»
: une zone de croissance préférentielle213
Des indications sur la
«tendance à la fracturation» des nodules214
La présence éventuelle en surface
d'organismes, de traces d'organismes ou de fragments inorganiques214
Les apports de ces observations
215
Les principales caractéristiques de la morphologie macroscopique interne216
Les structures visibles à l'oeil sur une section de cortex de nodule : la notion
de «zone»
216
Deux grands types de nuclei
218
Les nuclei constitués par des objets durs non ferromanganésifères218
Les
nuclei constitués par des dépôts ferromanganésifères221
Des indications sur la
proportion de ces différents types de nuclei221
Le passage du nucleus au
cortex222
Le concept de nucleus primaire et de nucleus secondaire (éphémère)222
Apport des nuclei à la compréhension de la genèse des nodules223
La fracturation des nodules
224
Les principaux types de fracture et leurs caractéristiques224
Quelques caractéristiques
des fractures225
Causes des fracturations225
Importance et conséquences
du mécanisme de fracturation226
Quelques propriétés physiques des nodules : des objets peu denses et très
poreux227
Les nodules sont peu denses227
Les nodules sont poreux227
La dureté des
nodules est faible227
Des variations dans les nodules...228
Comparaison
avec les encroûtements hydrogénés228
Utilisation des propriétés physiques
des nodules pour la prospection et pour l'exploitation228
Rôle des propriétés
physiques dans les conditions de genèse des nodules228
Composition chimique globale des nodules polymétalliques229
La composition chimique moyenne des nodules : les éléments chimiques
présents
229
Valeurs moyennes et extrêmes du manganèse et du fer dans les nodules230
Cuivre, nickel, cobalt et zinc associés au manganèse et au fer231
Le silicium et
quelques autres éléments majeurs, en particulier l'aluminium232
Quelques
éléments chimiques indicateurs des conditions de formation des nodules232
Variations de composition en fonction de leurs caractéristiques morphologiques
233
Face supérieure et face inférieure des nodules233
Aspect lisse et aspect grenu
des surfaces234
Variations de la composition chimique des nodules en
fonction de leur taille234
L'identification chimique des nodules parmi les dépôts ferromanganésifères
océaniques
234
Les encroûtements hydrogénés235
Les micronodules235
Les encroûtements
hydrothermaux235
Le «triangle de Bonatti et al.» : la base d'une identification
géochimique des dépôts ferromanganésifères236
L'importance du rapport Mn/Fe237
Le rapport Mn/Fe et les teneurs en Cu et Ni : un «point d'inversion»237
Quelques conclusions à la composition chimique globale des nodules
238
Minéralogie des nodules239
Les principales méthodes de détermination : diffraction des rayons X, microscopie
optique et microscopie électronique239
Les difficultés de la détermination
minéralogique des nodules : un matériel très fin, peu stable et mal cristallisé240
La très faible taille des phases Fe-Mn constitutives des nodules240
La faible
stabilité des phases Fe-Mn formées dans des conditions de pression et de température
singulières241
Des minéraux souvent mal cristallisés241
Quelques
exceptions241
Un pseudo-consensus sur les trois phases minérales principales
du manganèse et la phase du fer242
Les «manganates à 10 A» ou «Todorokite»
ou «manganite à 10 A» ou, encore, «Busérite»
242
Les autres phases minérales
présentes dans les nodules243
Les minéraux à base de silicium (Si) et d'aluminium
(A1)243
Les minéraux à base de calcium (Ca) et à base d'autres éléments244
Apports de la minéralogie à la genese et à la valorisation des nodules244
Les nodules à l'échelle microscopique : les matériaux constitutifs
et les textures de croissance247
Les moyens d'observation
247
Trois types majeurs
247
Une phase «massive» bien cristallisée247
Une phase «compacte» mal cristallisée249
Une phase faite de minéraux d'origine secondaire249
Les textures de croissance du cortex
250
La texture columnaire (ou colloforme, ou en «bouffée de pipe»)250
La texture
stratifiée (ou laminaire, «laminated», des anglo-saxons)250
La texture dendritique
(«mottled»)252
Les textures «massive» et «compacte»253
La texture
«poreuse» des nodules enfouis253
Une structure de base commune à toutes
les textures : les lamines253
Localisation et fréquence des différentes textures dans le cortex des nodules
254
Les textures de surface des nodules254
Les textures à l'intérieur du cortex des
nodules255
Les textures des autres dépôts ferromanganésifères256
Quelques conclusions à l'étude microscopique des nodules et de leur texture
256
Les organismes et les nodules257
Les grands organismes fixés à la surface des nodules257
Le rôle des foraminifères
benthiques257
Traces et fragments de tests d'organismes planctoniques
dans le cortex259
Matière organique dans les nodules259
Les microorganismes260
Les nodules : des «stromatolithes océaniques» ?260
Les stromatolithes
261
Quelques conclusions à la présence d'organismes dans les nodules
262
Vitesse de croissance et âge des nodules263
Avertissement et méthodes
263
Les deux types de mesure de vitesse263
Les méthodes basées sur la détermination
de l'âge absolu264
Les méthodes basées sur les variations de concentration
d'un élément chimique instable dont on connaît la période de désintégration
entre deux niveaux du cortex du nodule265
Datation par la méthode des
déséquilibres dans la famille de l'uranium265
Datation par la méthode des
cosmonucléides : le béryllium-10 et le rapport 10Be/9Be266
Quelques autres
méthodes de datation267
Résultats obtenus à l'aide de ces méthodes et discussions
268
Un accord quasi unanime sur une vitesse de croissance moyenne lente268
La
partie inférieure d'un nodule croît plus rapidement que la partie supérieure269
La croissance discontinue du cortex269
Les encroûtements hydrogénés se
caractérisent par les plus faibles vitesses269
Pourquoi des discussions sur les
vitesses de croissance ?269
Des exemples de croissance plus «rapides» : la synthèse
de Lemaitre (1987)270
Quelques autres conséquences issues des mesures d'âge
273
Le retournement des nodules273
La recherche de relations entre vitesse de
croissance et variations climatiques liées à des paramètres astronomiques (cycles
de Milankovitch)273
Conclusions
275
Quelques conclusions à la caractérisation de l'objet nodule276
Les «dogmes»
276
Dix faits qui contraignent les hypothèses de formation des nodules
277
Chapitre 7. Les nodules dans leur environnement sédimentaire proche283
Les données disponibles et les informations fournies
284
Les caractéristiques des sédiments de surface et de l'interface eau-sédiment284
Les sources d'apport primaire constitutives des sédiments pélagiques :
les particules minérales et biologiques
285
Le matériel d'origine continentale285
Le matériel d'origine extra-terrestre : les
sphérules cosmiques (ou micrométéorites ou chondrites)286
Le matériel d'origine
océanique286
Les transformations de ces matériaux durant leur chute :
l'importance de la profondeur de compensation de la calcite290
La notion de
profondeur de compensation des carbonates (appelée CCD ou Carbonate
Compensation Depth)290
Vitesse de dépôt initiale des particules291
La
notion de «taux de sédimentation»
291
L'histoire post-dépôt des particules : érosion, re-sédimentation, bioturbation,
diagenèse et pédogenèse - un «sol sous-marin»
292
Érosion, transport latéral, re-sédimentation : l'action actuelle des courants
océaniques profonds292
L'action de la vie et le rôle majeur de la bioturbation :
un champ de labour sous-marin294
Une vie benthique intense294
Une bioturbation
très forte295
Un champ de labour sous-marin296
Une poursuite
de la dissolution297
La genèse de nouveaux minéraux : les néoformations297
La phillipsite et la famille des zéolites298
Les smectites et les minéraux
argileux299
La structure de base des minéraux argileux
299
Les micronodules
et les hydroxydes de fer et de manganèse300
Un point sur le concept de sédiment
pélagique : un «sol sous-marin»301
Dénomination, classification et vitesse de dépôt des sédiments : le concept
de «bande de vitesse de sédimentation supérieure et inférieure limite»
dans la formation des nodules
302
La dénomination des sédiments et leur classification302
Quelques règles de
dénomination des sédiments
303
Les variations de composition des sédiments
dans la colonne sédimentaire304
Les concepts de vitesse de sédimentation et
de vitesse de dépôt des sédiments associés aux nodules305
Des variations géographiques306
Des variations liées à la topographie locale306
Des variations
au cours du temps et l'existence de hiatus306
Variations de vitesse de dépôt et
présence des nodules307
Le concept de «bande de vitesse de sédimentation
supérieure et inférieure limite» pour la formation des nodules307
Quelques données sur la composition chimique des sédiments associés
aux nodules
308
Les caractéristiques chimiques des sédiments superficiels associés
aux nodules
308
Les variations verticales de composition chimique dans la colonne sédimentaire309
Les variations chimiques dans les sédiments superficiels310
Les variations
de composition des eaux interstitielles310
La superposition d'une zone oxydée
et d'une zone réduite dans les sédiments superficiels311
Les paramètres qui
déterminent l'épaisseur de la zone oxydée311
Le rôle fondamental de l'apport
en matière organique (MO)312
Les migrations ascendantes des éléments
manganèse et fer : un mécanisme de concentration de ces éléments à partir des
sédiments312
Trois modes de concentration des éléments constitutifs des
nodules313
Origine des éléments chimiques constitutifs des nodules
314
Un faux problème314
Quelques indications sur les compositions chimiques
des phases pouvant être les sources principales des éléments constitutifs des
nodules315
L'eau de mer316
Le plancton siliceux et calcaire316
Les
matériaux d'origine volcanique317
Un point sur la composition chimique des
sédiments superficiels318
Quelques propriétés physiques des sédiments
319
Le concept de «couche transparente» ou «couche limite» («benthic boundary
layer»)321
Apports des propriétés physiques des sédiments à l'établissement
d'un mode de genèse des nodules322
Les relations entre les nodules et les sédiments322
Faciès, abondance et temps de formations distincts des nodules
323
Les principaux types de nodules présents (forme générale, aspect de surface,
taille...) : la notion de faciès323
Quelques caractéristiques des principaux types de
faciès utilisés dans la zone Clarion-Clipperton par AFERNOD
324
Limite des faciès
et des affleurements de nodules325
Des temps de formations distincts325
L'estimation de l'abondance des nodules326
La disposition des nodules par rapport aux sédiments
327
Le degré d'enfouissement des nodules327
La disposition spatiale des nodules
par rapport au sédiment328
Autres observations sur la disposition des nodules :
des indicateurs de l'action de courants océaniques profonds anciens330
Les
affleurements sans nodules330
Importance et évolution des nodules enfouis
331
Quelques observations331
Quelques conséquences de ces observations332
Une discussion du modèle de Heath (1979) établissant des relations entre l'enfouissement
des nodules et leur vitesse de formation : conséquences géologiques sur le temps de
formation des nodules
334
Pourquoi la plupart des nodules sont-ils actuellement «en surface»
du sédiment ?
335
La densité des nodules et son influence sur leur mobilité336
L'hypothèse de
«Geogas» de Malmqvist et Kristiansson (1981)336
Les agents physiques :
séismes, tempêtes sous-marines et courants océaniques338
L'action de courants
océaniques profonds anciens338
Les agents biologiques : bioturbation et organismes
fouisseurs339
Le retournement des nodules339
Le déplacement des
nodules par les organismes de surface339
Grande activité des organismes
enfouis : le rôle des tumuli340
Petite discussion sur le maintien des nodules en
surface342
Quelques caractériques issues de l'étude des affleurements de nodules
342
Chapitre 8. Les champs de nodules et la «géologie de terrain dans les grands
fonds océaniques»347
La nécessité de situer les nodules dans un cadre géologique
347
L'étude de «zones-tests»348
Le concept de «champ de nodules»349
Caractéristiques majeures de la topographie des zones à nodules dans la zone
Clarion-Clipperton et signification géologique350
Les caractéristiques d'une zone-test351
Quatre unités distinctes et superposées dans la Zone Clarion-Clipperton351
L'importance de l'affleurement du socle et des roches volcaniques353
Les
roches carbonatées anciennes355
Des pentes accentuées dans la topographie355
Des falaises calcaires356
Des affleurements horizontaux356
Les
niveaux indurés : des indicateurs de hiatus358
«Paléopaysage» et «gisement
de nucleus»359
Les sédiments meubles siliceux ou «la série transparente à
nodules»360
Une épaisseur très variable localement360
Une sédimentation
discontinue362
Des indicateurs d'érosions dans des périodes géologiques
récentes362
Une tentative de carte géologique d'un champ de nodules364
Le choix d'une localisation364
Une carte bathymétrique365
Une carte
géologique365
Localisation des nodules367
Relations entre l'abondance des
nodules et la topographie367
Quelques règles topographiques de répartition
des nodules à l'échelle locale370
Relations entre les faciès de nodules et la topographie370
Relations entre la localisation des nodules et les vitesses locales
de dépôt de la série transparente371
Relations entre localisation des nodules
et nuclei : une hypothèse de formation d'un champ de nodules371
Quelques caractéristiques issues de l'étude des champs de nodules373
Chapitre 9. Les zones à nodules dans l'océan mondial et le «temps
des nodules»377
La localisation des nodules dans l'Océan mondial378
La carte commentée de localisation des nodules océaniques
379
Les nodules dans l'océan Pacifique380
Les nodules dans l'océan Indien381
Les nodules dans le Pacifique382
Les nodules dans l'océan Austral ou océan
circum - Antarctique383
Les conditions d'une vitesse de sédimentation
permettant la formation des nodules384
L'apport détritique continental ou
volcanique384
La productivité biogène de surface385
Le rôle de la profondeur
de compensation des carbonates (CCD)385
Le rôle de la circulation des
masses d'eaux : les courants océaniques386
Les courants océaniques profonds
dans l'océan Pacifique et la localisation des nodules
387
Nodules et épaisseur sédimentaire388
Subsidence et déplacement actuels des plaques lithosphériques389
Les variations de position de la CCD dans l'espace et le temps : relations
avec la genèse des nodules391
Relations entre l'abondance des nodules et la
profondeur de formation par rapport à la CCD391
Les fciès nodules à l'échelle
de l'océan mondial392
Le «temps des nodules» : climats et courants
393
Éocène (55 à 34 Ma)394
La limite Éocène - Oligocène395
L'Oligocène (34 à
23 Ma)395
Le Miocène (23 à 5,3 Ma)395
Du Pliocène (5,3 Ma) à l'actuel396
Les fluctuations de «haute fréquence» du climat depuis 2,7 Ma et leur incidence
sur la genèse des nodules397
Quelques conclusions à l'étude des zones à nodules
398
Chapitre 10. Un modèle de genèse des nodules : un sol sous-marin associé
à un temps long401
Chapitre 11. Les nodules : utopie, rêve ou magie ?409
«Le» roman des nodules
410
Une anticipation : «À bord d'un nodulier en l'an 2000»
411
Une colère contre l'exploitation des nodules
414
Alors ? Et le rêve ? Et le temps ? Et la magie ?
414
L'une des clés de compréhension des paysages abyssaux, sinon la seule,
est le temps, un temps immensément dilaté
415
Les nodules sont magiques
415
Bibliographie417
Remerciements431