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Forages ODP et IODP aux dorsales lentes

Expédition IODP 335 : forage profond dans le Pacifique Est (puits ODP 1256D)

Assemblage de la tige de forage pendant l’expédition IODP 335

L’Expédition IODP 335 "Superfast Spreading Rate Crust 4", en Avril-Mai 2011, nous a permis de retourner dans le puits ODP 1256D. L’objectif était de l’approfondir de quelques centaines de mètres pour atteindre, pour la première fois in-situ dans la croûte océanique, les gabbros cumulats de la croûte inférieure afin d’en comprendre la formation de la croûte aux dorsales rapide. Le site 1267 est situé dans une croûte de 15 Millions d’années formée à la dorsale Est-Pacifique lors d’un épisode d’accrétion ultrarapide (> 200 mm/an). Il exploite la relation proportionnelle inverse entre le taux d’accrétion et la profondeur de la lentille magmatique axiale imagée aux dorsales actuelles, de manière à minimiser la profondeur à atteindre pour traverser la croûte supérieure basaltique. 3 campagnes précédentes (ODP Leg 206 ; IODP Expéditions 309 et 312) ont foré sur 1507 mètres les sédiments, laves et filons du complexe filonien, avant de pénétrer 100 mètres dans une zone de transition complexe entre complexe filonien et gabbros.
Les objectifs de l’expédition 335 étaient de

  1. tester les modèles de formation de la croûte océanique aux dorsales rapides,
  2. quantifier la vigueur du refroidissement hydrothermal dans la croûte inférieure,
  3. établir la signification de la transition entre les couches sismique 2 et 3, et
  4. estimer la contribution des gabbros crustaux aux anomalies magnétiques marines.

Les opérations dans le puits 1256D se sont révélées très difficiles pendant cette campagne, plus de deux semaines ont d’abord été utilisées pour rouvrir le puits jusqu’à sa profondeur maximale et sécuriser un intervalle instable dans les laves. Lorsque le forage a enfin commencé, la destruction d’un trépan de forage a nécessité une longue période de remédiation pour nettoyer le puits. Au final, après que le forage ait repris dans les dernières heures de la campagne, le puits a modestement été approfondi à 1522 mètres. Les opérations de nettoyage ont cependant permis de récupérer de gros échantillons (jusqu’à 3.5 kg) préservant, de manière jamais vue en forage à ce jour, les relations structurales, magmatiques et hydrothermales. La zone de transition entre complexe filonien et gabbros échantillonnées à ce jour dans le puits 1256D est supérieure à 170 mètres, dont plus de 100 mètres sont des basaltes granoblastiques résultant d’un métamorphisme de contact. Cette zone correspond à la couche limite thermique dynamique entre la croûte supérieure et le système magmatisme sous-jacent. Les échantillons récoltés documentent le couplage entre les processus magmatiques (intrusions, fusion partielle, métamorphiques et hydrothermaux à l’axe de la dorsale.
Malgré les difficultés opérationnelles, le puits 1256D a été consciencieusement nettoyé des débris métalliques et rocheux qui ont perturbé le forage. Au terme de l’expédition 335, le forage a repris pendant quelques heures et les zones problématiques ont été cimentées pour les stabiliser. La poursuite du forage dans ce puits de référence, vers les gabbros de la croûte inférieure, doit être réalisée le plus rapidement possible pour enfin atteindre l’un des objectifs les plus importants du forage océanique scientifique.


Quelques publications :

- Teagle, D.A.H., Ildefonse, B., Blum, P., and the IODP Expedition 335 Scientists, 2012. Proc. IODP, 335 : College Station TX (Integrated Ocean Drilling Program Management International, Inc.). in press.
- Teagle, D.A.H., Ildefonse, B., Blum, P., and the IODP Expedition 335 Shipboard Scientists, 2012. Battling through the thermal boundary layer : Deep sampling in ODP Hole 1256D during IODP Expedition 335. Scientific Drilling, in press.
- Teagle, D.A.H., Ildefonse, B., Blum, P., Scientists, I.E.S., 2011. Battling through the thermal boundary layer : Deep sampling in ODP Hole 1256D during IODP Expedition 335. InterRidge News 20, 12-17.
- Teagle, D., and Ildefonse, B. (2011) Journey to the Mantle of the Earth, Nature, 471, 437-439,
doi:10.1038/471437a.