Fond marin

Cartographier le relief des fonds marins est essentielle pour la navigation et la pêche, la modélisation des vagues, des courants, et la prévention des risques de montée de la mer, de tsunami et d’érosion côtière, etc.

Une grande partie des fonds marins reste cependant mal connue, et mal cartographiée.

La profondeur indiquée sur les cartes marines étaient autrefois faites au moyen de sondages manuels, puis par des moyens plus sophistiqués. L'imagerie satellitale apporte des informations là où l'eau est transparente et une nouvelle méthode de cartographie des fonds marins côtiers a été récemment développée (programme S2Shores, ou Satellites to Shores)^[1], basée sur l'analyse des vagues, vues depuis l’espace par la mission Sentinel‑2 (leur longueur d’onde et vitesse variant en fonction du relief sous‑jacent), efficace jusqu’à plus de 50 m de profondeur, ce qui augmente potentiellement de 58 % les surfaces cartographiables, notamment dans des zones où les relevés in situ sont coûteux, dangereux et très incomplets. Au début des années 2020, la France, avec le SHOM, n'avait cartographié les fonds que d'environ 1 % de sa zone maritime. Le traitement massif de plus d’un million d’images sur le supercalculateur du CNES a permis de produire un premier atlas mondial (basse résolution), ouvrant la voie à des usages opérationnels pour l'aménagement côtier avec d'éventuels jumeaux numériques^[2].

Dans le droit de la mer et le droit international public, différents textes et conventions internationales différencient :

• la base du talus continental là où il est profond (2500 à 5 000 m) ;
• la plaine abyssale où l'on trouve les dorsales océaniques ;
• les fosses océaniques.

Face aux risques de conflits pour l'exploitation de ces fonds, déjà souvent surexploités par la pêche (surpêche) et avec le souci initial l'ONU a déclaré les fonds marins patrimoine mondial de l'humanité. Les litiges doivent être réglés par un tribunal international du droit de la mer, basé à Hambourg.

Il existe hors des zones économiques exclusives (ZEE) une zone internationale des fonds marins (souvent dénommée la « Zone ») considérée comme bien commun de l'humanité.

La Convention de Montego Bay consacre le principe issu de la résolution 2749 (XXV) de l’Assemblée générale : la Zone échappe à toute appropriation ; « Bien commun », elle doit être uniquement utilisée « à des fins exclusivement pacifiques » et exploitée « dans l’intérêt de l’humanité tout entière ». Une convention, tout en invitant à y créer des aires marines protégées instaure cependant un régime d’appropriation collective à travers une Autorité internationale des fonds marins (officialisée en 1994) qui agit théoriquement pour le compte de l’humanité tout entière. L'autorité en question pourrait elle-même tirer un revenu (taxes) de cette exploitation, y compris par l’intermédiaire d’un organe spécifique, l’Entreprise (non encore mis en œuvre à cause d'un désaccord sur ses missions et sur l'usage à faire de ces revenus).

Jusque dans les années 1970, on pensait toute vie impossible dans les grands fonds, mais à partir de la seconde moitié des années 1970, on a commencé à y trouver de nombreuses espèces vivantes, tout comme ensuite dans les très grands fonds sur les cheminées hydrothermales qui abritent des oasis de vie intense. On a commencé aussi à cette époque à pêcher les poissons de grands fonds.

Les archives géologiques et l'étude des fossiles et oligofossiles montrent que les épisodes passés de réchauffement se sont généralement accompagnés d'une acidification des océans et d'une perte d'oxygène qui ont affecté significativement à très fortement les fonds marins, même pour des variations jugées assez faibles^[3]. Les changements anthropiques du climat et des grands cycles biogéochimiques incluent une diminution prévue de l'oxygène (O2) océanique avec des effets potentiellement importants sur les écosystèmes marins et des fonds marins (affectant notamment les métazoaires marins (mollusques, échinodermes, arthropodes, annélides...) au profit d'espèce plus banales ou extrémophiles^[3]. Les données disponibles pour la période récente de déglaciation confirment la sensibilité des communautés d'invertébrés des fonds marins à des changements autrefois jugés mineurs de l'oxygénation de l'eau^[3].

La précipitation de carbonate de calcium dans la croûte océanique vieillissante en fait un puits de carbone significatif, via des réactions d'altération du plancher océanique. L'expédition 390 du programme International Ocean Discovery a quantifié ce puits dans des brèches de talus formées il y a 61 millions d'années au niveau de la dorsale médio‑atlantique à expansion lente. Là, après 40 millions d'années de cimentation carbonatée, environ 7,5 % du poids de la roche et du CO₂ d'origine marine (2 à 40 fois plus que la croûte supérieure précédemment carottée). Une estimation (basées sur la géométrie des failles) laisse penser que les talus formés par les dorsales lentes peuvent constituer un puits de CO₂ équivalent à une large part du CO₂ dégagé lors de formation de nouvelle croûte océanique lorsque le magma issu du manteau terrestre remonte, se solidifie et s'ajoute à la croûte existante (processus s'accompagne d'un dégagement de CO₂ vers l'océan et l'atmosphère). Et plus le taux d'expansion diminue, plus la capacité de séquestration du CO₂ augmente, suggérant que les variations passées du rythme d'expansion des dorsales ont pu modifier l'équilibre global entre les émissions et l'absorption de CO₂ dans le cycle du carbone terrestre^[4].

À peine inventoriés, ces fonds font déjà l'objet de nombreux projets d'exploitation de ressources (métallurgiques notamment), ce qui inquiète les experts en biologie marine qui craignent des impacts très négatifs pour la vie fragile qui s'est développée en profondeurs^[5].

Par le biais de la sédimentation, les fonds marins ont enregistré de nombreux évènements historiques et paléoclimatiques, dont les évènements de Heinrich^[6], du nom du géologue qui les a expliqués^[6].

De nombreuses traces de l'existence humaine sont présentes dans les fonds marins. Ce patrimoine culturel est protégé par la Convention sur la protection du patrimoine culturel subaquatique de l'UNESCO. De nombreux sites archéologiques subaquatiques sont en danger depuis que les fonds marins sont devenus accessibles grâce à l'invention du scaphandre notamment^[7].