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Campagne SCRATCH – MD233

Du 01 au 22 juillet 2021

Chef(s) de missionBERTHOD Carole, ZARAGOSI Sébastien, FAMIN Vincent
DOI :10.17600/18002274

SCRATCH est une campagne de prélèvements à bord du Marion Dufresne dans les Zones Économiques Exclusives françaises (Mayotte, Glorieuses, Tromelin et la Réunion). Lors de cette mission, 35 CTD rosette, 19 filets à plancton, 12 carottages ainsi que 12 dragages ont été réalisés. Les échantillons prélevés seront utilisés par 9 laboratoires (LMV-UCA-OPGC, EPOC, ENTROPIE, LGSR, IPGP, BRGM, IFREMER-GM, CEREGE, LSCE) impliqués dans sept programmes scientifiques d’envergure nationale et internationale (ANRs Coyotes, Phenomap, iMonsoon, les projets INSU FRB COCCACE, LEFE IndSO et LEFE/EC2CO CHEMICAL et l’interreg HATARI). Les analyses réalisées sur le matériel récolté permettront de répondre aux principaux objectifs suivants :

  • Caractériser la faune et la flore  planctoniques;
  • Déterminer l’impact des îles sur le fonctionnement et l’anthropisation des écosystèmes marins environnants;
  • Étudier l’évolution du dipôle de l’océan Indien au cours du Pléistocène;
  • Améliorer la connaissance de la géodynamique régionale des archipels des Comores et des Glorieuses;
  • Caractériser les transferts sédimentaires sur les pentes des îles coralliennes;

 Dans le but de répondre à ces multiples objectifs scientifiques, cette campagne SCRATCH se veut multidisciplinaire en rassemblant de nombreux domaines scientifiques et en combinant différentes méthodologies et analyses qui s’enrichissent mutuellement.

OHA-SIS-BIO – MD234 / MD238

Du 25 au 31 juillet 2021

Chef(s) de mission ROYER Jean-Yves
DOI10.17600/18001239

Cette campagne participait à la maintenance du réseau OHA-SIS-BIO, réseau de surveillance acoustique de l’océan Indien austral. Il s’agissait ici de relever un des sites (MAD-E), le plus proche de l’île de la Réunion, avec la récupération d’un prototype d’hydrophone sur mouillage, mis à l’eau en août 2018 et dont l’autonomie arrivait à son terme (3 ans), et son remplacement par une ligne de mouillage équipée d’un hydrophone « classique » autonome. Les deux opérations ont été menées avec succès.

OHA-SIS-BIO– Observatoire HydroAcoustique de la SISmicité et de la BIOdiversité– est un projet d’observation hydroacoustique, pluridisciplinaire et long terme, démarré en 2010, de l’activité sismique et de l’activité vocale de cétacés dans l’océan Indien. Ce dossier demande le redéploiement, dans une géométrie plus complète, du réseau d’hydrophones autonomes déployés entre les îles de La Réunion, Crozet, Kerguelen et Amsterdam, en profitant des transits du N.O. Marion Dufresne vers ces terres australes (9 mouillages, 10 hydrophones).

Le dispositif proposé est configuré pour réaliser une surveillance acoustique continue de l’activité sismique de 3 dorsales à taux d’ouverture contrastés (16 à 70 mm/a) et de la déformation intraplaque du sud du bassin Indien Central.  L’approche est particulièrement performante pour détecter et localiser la sismicité de faible magnitude (>2.5) qui échappe aux réseaux sismologiques terrestres et distinguer les évènements d’origine tectonique ou magmatique. Les objectifs sont de caractériser le fonctionnement spatio-temporel de 3 dorsales ultra-lente, lente et intermédiaire, de préciser la distribution spatio-temporelle des déformations intraplaques, et de vérifier la présence de précurseurs de faible magnitude avant les séismes majeurs sur les failles actives sous-marines.

Cet observatoire permet également d’enregistrer l’activité acoustique des mammifères marins en particulier les grandes baleines. Les enregistrements acquis ont montré que leur signature acoustique typique peut être utilisée comme un indicateur de présence de 5 populations de baleines bleues dans l’océan austral. Les objectifs de ce projet sont d’améliorer nos connaissances sur la présence, l’abondance et les migrations de ces grands mammifères marins protégés, sur plusieurs cycles annuels dans l’océan Austral.

Les données ont aussi révélé des signaux inattendus sur l’état de mer et d’origine cryogénique (vêlage, chocs et dislocation d’icebergs), et sur le bruit ambiant océanique en général. Ces applications justifient également l’acquisition de séries long terme pour valider les modèles de prédiction d’état de mer ou suivre l’évolution des sources du bruit ambiant (naturelles ou anthropiques).

Ces objectifs ont en commun d’utiliser des enregistrements hydroacoustiques dans une même gamme de basses fréquences (< 120 Hz) et de nécessiter des séries temporelles continues les plus longues possibles pour disposer d’informations représentatives sur le régime sismique, sur l’activité de mammifères marins ou de changements de bruit ambiant dans ces régions.

Figure 1 : Prototype d’hydrophone longue-durée (3-4 ans) équipé de messagers (sphères).
Figure 2 : Routes de la campagne MD231 avec données bathymétriques multi-faisceaux.
Figure 3 : Exemple d’enregistrement acoustique basse-fréquence (séismes, baleines et tirs sismiques).

MAYOBS21 – MD235

Du 13 septembre au 04 octobre 2021

Chef(s) de missionRINNERT Emmanuel, THINON Isabelle, LEBAS Elodie
DOI :10.17600/18001986

Dans le cadre des actions menées par les pouvoirs publics, pour mieux comprendre le phénomène sismo-volcanique qui touche Mayotte depuis mai 2018, une nouvelle campagne en mer de surveillance est organisée au large de l’île du 13 septembre au 04 octobre 2021 par le REseau de surveillance VOlcanologique et SIsmologique de Mayotte (REVOSIMA) à bord du Marion Dufresne.

La campagne MAYOBS21 a pour objectif d’établir de nouvelles cartographies sous-marines et de maintenir en état de fonctionnement les stations de mesure en fond de mer et dans la colonne d’eau pour suivre l’évolution de l’activité sismo-éruptive, des reliefs sous-marins et des émissions de fluides, depuis les dernières campagnes de surveillance MAYOBS18 (avril 2021) et MAYOBS19 (mai/juin 2021) et d’acquérir des données géologiques utiles à la compréhension du phénomène en cours.

MAYOBS21 comprend une partie dédiée à la maintenance et à la récupération des données des sismomètres de fond de mer (OBS), un capteur de pression A-0-A et de 4 hydrophones. MAYOBS21 a permis de réaliser des levés acoustiques à partir du navire et d’un engin sous-marin autonome (AUV). Les paramètres suivis concernent notamment l’évolution du relief sous-marin, les anomalies physiques ou chimiques qui sont liées aux émissions de fluides dans la colonne d’eau. Enfin, MAYOBS21 a aussi pour objectif de collecter des échantillons de roches par dragages du fond marin, mais aussi de la colonne d’eau par CTD-Rosette. L’analyse en laboratoire de ces prélèvements permettra d’identifier d’éventuelles traces d’éruptions actuelles ou passées.

Campagne SWINGS – MD229

Du 11 janvier au 08 mars 2021

Chef(s) de missionJEANDEL Catherine, PLANQUETTE Hélène
DOI10.17600/18001925
Carte de la campagne SWINGS.

L’océan Austral, situé entre 40 °S et l’antarctique, est une région difficile à explorer car lointaine et très agitée (40emes rugissants, 50emes hurlants). Son rôle dans la séquestration du CO2 atmosphérique est important et les acteurs de cette séquestration sont complexes : rentrent en jeu l’activité biologique (photosynthèse en surface, chaine trophique, export de matière carbonée vers les abysses, séquestration dans les sédiments) et la circulation océanique (courants marins, transports de masses d’eau).

Appréhender ces processus requiert d’être capable de les quantifier, ce qui est en partie possible grâce aux mesures de traceurs dits “géochimiques”. La grande majorité de ces traceurs sont des éléments chimiques présents en concentrations infimes dans l’eau de mer. Les objectifs de la campagne SWINGS (Marion-Dufresne II, 48 scientifiques, 52 jours de mer) sont de déterminer l’origine (atmosphérique, sédiments, hydrothermalisme, circulation horizontale…) de ces éléments dits “en traces”, dont certains exercent un rôle crucial dans l’activité photosynthétique. Nous étudierons les transformations d’état physique, chimique et biologique qu’ils subissent dans la colonne d’eau ainsi que leur “moyen de sortie” de cet océan (export vers les abysses et sédiments).

En parallèle de ces objectifs, un des volets importants de l’état chimique est la concentration en CO2 des eaux de surface, qui est comparée à celle de l’atmosphère. C’est fait depuis 30 ans sous forme d’une surveillance annuelle, le Service National d’Observation OISO, qui sera conduit cette année en même temps que SWINGS. Un deuxième programme de suivi temporel de données, THEMISTO, est embarqué sur SWINGS et étudie les écosystèmes pélagiques grâce à l’outil acoustique en établissant la distribution en 3-D à haute résolution du zooplancton et du micronecton sur un large gradient latitudinal. L’objectif est de comprendre comment se répartissent ces organismes en lien avec la physique océanique, la biogéochimie et le climat, et aussi en lien avec les prédateurs supérieurs qui se concentrent dans certaines zones marines pour se nourrir. Enfin, un troisième projet (MAP-IO) s’appuie sur la plateforme du navire pour établir des mesures physiques de la distribution des aérosols (épaisseurs optiques, granulométrie), de gaz traces (O3, NOx,  CO2, H2O, CH4, CO), de météorologie (nébulosité, température, vent, humidité), de rayonnement (UV, spectrométrie solaire-lunaire) dans l’atmosphère et de biologie marine de surface (phytoplancton par cytométrie en flux) sur les océans Indien et Austral. Toutes ces études sont complémentaires des objectifs de SWINGS et vont permettre d’en élargir les résultats tout en s’en nourrissant. De séduisants bénéfices réciproques à venir !

Blog de la campagne