Volume 28, numéro 4, december 2001

EN :

The Deep Sea Drilling Project (DSDP) and Ocean Drilling Program (ODP) have fundamentally changed our understanding of the Earth system. Drilling in the south Atlantic Ocean provided the critical test of the theory of plate tectonics and initiated innovative programs to investigate the products, fluxes, and processes associated with the creation, evolution, and recycling of the oceanic lithosphère. Key findings include a new and evolving understanding of the range and complexity of processes of oceanic lithosphère creation, and their probable importance in global geochemical cycles and seawater composition overtime. Major questions remain about details, rates, and significance of litho-pheric processes and fluxes. The expanded capabilities of the Integrated Ocean Drilling Program (IODP, to begin in 2003), will offer many exciting opportunities, including a chance to assess the role of lithospheric creation in global geochemical and climatic cycles.

FR :

Le Deep Sea Drilling Project (DSDP)[projet de forages des fonds océaniquesprofonds] et le Ocean Drilling Program(ODP) [programme de forages océaniques]ont changé fondamentalement notrecompréhension du système terrestre. Leforage de l'océan Atlantique sud aconstitué le test déterminant de la théoriede la tectonique des plaques, et a permisde lancer des programmes d'étude inéditsdes produits, flux et processus liés à lacréation, l'évolution et le recyclage de lalithosphère océanique. Parmi les retombéesde première importance se trouve cettecompréhension nouvelle et en pleineévolution quant à l'étendue et la com-plexité des processus de création lithosphé-rique océanique et leur importanceprobable sur les cycles géochimiquesplanétaires et la composition de l'eau demer dans le temps. D'importantes ques-tions demeurent sans réponse quant auxdétails, aux taux et à la portée des proces-sus et flux lithosphériques. Les capacitésaccrus du Integrated Ocean Drilling Proram(IODP) [programme intégré de forages desfonds océaniques] devant débuter en 2003offrira de nombreuses perspectivesstimulantes, dont une occasion d'évaluer lerôle de la création lîthosphérique sur lescycles géochimiques et climatiquesplanétaires.

EN :

A system for sealing and instrumenting ODP boreholes was developed 10 years ago to allow interstitial fluids to be sampled, and natural fluid pressures and temperatures to be monitored over long periods of time. The capabilities of these CORK (Circulation Obviation Retrofit Kit) observatories have been expanded recently to allow monitoring and sampling in multiple isolated horizons, and to allow installations to be completed by wirelinein previously drilled holes. To date, 16 hydrologie observatory sites have been established in ridge crest, ridge flank, and accretionary prism settings. Observations at these sites have provided precise constraints on the primary driving forces for, and thermal consequences of, sub-seafloor fluid flow caused by tectonic consolidation and thermal buoyancy. Deep in accretionary prisms, high formation pressures have been observed, confirming that plate boundary faults possess little strength. In young ocean crustai settings, surprisingly low lateral temperature and pressure gradients have been documented, implying that the extrusive rocks of the oceanic crust permit efficient fluid, heat,and chemical transport over distances of many kilometres. CORK observations have also revealed pressure variations and associated fluid flow resulting from coseismic plate deformation, and from tidal, océanographie, and barometric loading ofthe seafloor. The characteristics of the formation response to seafloor loading provide constraints on elastic and hydrologic properties, and allow quantitative estimates of crustai strain to be made from tectonic-strain-related pressure transients. Strain events have been observed up to150 km away from several seismogenic dislocations along transform and seafloor spreading plate boundaries.

FR :

Un système d'instrumentation et descellement des puits de forage du PSFM(Programme de sondage des fonds marins)a été mise au point il y a 10 ans pourpermettre l'échantillonnage des fluidesinterstitiels ainsi que la mesure suivie de latempérature et de la pression des fluidessur de longues périodes. Les possibilitésd'observation offertes par ces troussesd'obturation rétro-installées (TOR) ontété améliorées afin de permettre la mesureen continu et l'échantillonnage de multi-ples horizons isolés, et d'en permettrel'installation par filin dans les puitsexistants. À ce jour, 16 sites d'observationde ce genre ont été installés dans desenvironnements de dorsales, la crête et leflanc, et de prismes d'accrétion. Lesobservations réalisées sur ces sites ontfourni des balises précises quant à l'actiondes forces premières en jeu et les répercus-sions thermiques des mouvements defluides sous les planchers océaniquescausés par la consolidation tectonique et lapoussée thermique. Dans les profondeursdes prismes d'accrétion, on a mesuré deforte pressions, ce qui confirme que lesfailles bordières des plaques n'ont que peud'effet. Dans le contexte de croûtes marinejeunes, on a noté l'existence de gradientsthermiques et de pressions étonnammentfaibles, ce qui implique que les rochesextrusives de la croûte océanique permet-tent un mouvement thermique, caloriqueet fluidique efficace sur des distances debien des kilomètres. Les observations TOR ont également permis de découvrir que desvariations de pression avec leursmouvements de fluides associés étaientcausés par la déformation tectonique co-séismîque de la plaque, ainsi que de lacharge océanographique, barométrique ettidal du plancher océanique. Les caracté-ristiques de la réaction de la formation à lacharge sur le fond océanique permettentde circonscrire les propriétés élastiques ethydro logiques, et permettent des estima-tions quantitatives de la contrainte crustaleà partir des transitoires de pressionrésultant de contraintes tectoniques. Desévénements déformants ont été observésjusqu'à 150 km du Heu de plusieursdislocations séismogéniques le long defrontières de transformation et d'expan-sion océanique.

EN :

Large reservoirs of natural gas hydrate have been sampled extensively by past DSDP, ODP, and other scientific oceandrilling. Gas hydrate is an ice-like solid consisting of gas molecules, commonly methane, trapped in a cage of watermolecules. Global estimates of the methane content of natural gas hydrate are very large, potentially enormous. Such large quantities of gas hydrate could be important as a clean energy source, as a controlin global climate, and as a factor in seafloor slumps and slides. Gas hydrateoccurs only in water depths greater than about 600 m at temperate latitudes, but occurs on land and in shallow water in the Arctic. The formation mechanisms of gas hydrates are only partly understood. Gas hydrate appears to be formed usually by migrating fluids carrying biologically generated methane upward to regions ofsufficiently low temperature and high pressure where the hydrate is stable.Quantitative aspects of this formation model need testing, however, and questions remain about the sources and sinks for methane, and the amount that can reach die atmosphere. In Canada, gashydrates are found on most of its conti-nental margins, notably on the continental slope off Vancouver Island and in the Mackenzie Del ta-Beaufort Sea region. A drilling program off Vancouver Island would examine gas hydrates in a well-studied accretionary sedimentary wedge; such sediments appear to be the most common environment in which hydrates are found globally. Drilling for gas hydrate offshore in the Canadian Arctic, perhapsusing an alternative drilling platform, would complement a current onshore Arctic gas hydrate drilling program in the permafrost environment. The Arctic landand shallow sea hydrate are important because such hydrate is especially susceptible to global climate change.

FR :

De vastes réservoirs d'hydrate de gaznaturel ont été amplement échantillonnéspar le DSDP, l'ODP et d'autres pro-grammes de forage scientifiques. L'hydratede gaz est un solide semblable à la glace,constitué de molécules de gaz, générale-ment du méthane, piégées dans une cagede molécules d'eau. Les estimations desvolumes planétaires d'hydrate de gaznaturel sont très grandes, voire énormes.De telles quantités d'hydrate de gazpourraient s'avérer important commesource d'énergie, comme tampon derégulation du climat de la planète, etcomme facteur dans les mouvements et lesglissements de terrains des fonds marins.Sous l'eau, les hydrate de gaz n'existentqu'à des profondeurs de plus de 600 m auxlatitudes tempérées, mais ils existent surterre et en eaux peu profondes dans lesrégions arctiques. Le mécanisme deformation des hydrates de gaz n'est quepartiellement élucidé. Il semble quel'hydrate de gaz se forme généralement parla migration ascendante de fluides porteursde méthane biologique vers des zones detempérature suffisamment basse et depression suffisamment élevée, là oùl'hydrate est stable. Cependant, les aspectsquantitatifs de ce modèle de formationdoivent être vérifiés, et certaines questionsdemeurent sans réponse quant aux sourceset aux pièges du méthane, et à la quantitépouvant atteindre l'atmosphère. AuCanada, on trouve de l'hydrate de gaz surla plupart de ses marges continentales, notamment sur la pente continentale aularge de l'île de Vancouver de même quedans la zone du delta du Mackensie-merde Beaufort. Un programme de forage aularge de l'île de Vancouver permettraitd'étudier les hydrates de gaz au sein d'unbiseau sédimentaire d'accrétion bienétudié; il semble que ce type de sédimentssoit l'environnement le plus commun oùl'on trouve des hydrates de gaz sur laplanète. Le forage de prospection en merpour l'hydrate de gaz dans l'Arctiquecanadien, peut-être avec une autre plate-forme de forage, permettrait de compléterun programme de forage sur les hydratesde gaz en cours dans une région arctiquedu continent, dans un environnement depergélîsol. L'hydrate de gaz des terres del'Arctique et des mers peu profondes estimportant à cause de sa susceptibilité auxchangements climatiques planétaires.

EN :

Sampling of sedimentary and crustal formations across rifted continental margins has long been a priority of DSDP,ODP, and other scientific ocean drilling. Recent results of drilling and related geophysical surveys across several margin segments in the North Atlantic have revealed that continents break apart in two fundamentally different ways. Volcanic margins form when rapid mantle up-welling produces a large amount of melt just prior to and during rifting. On non-volcanic margins, slow rates of rifting the continental crust expose regions of serpentinized mantle with little evidence of melting. Sampling, however, has thus far been restricted to regions of thin sediment cover, which has limited ourability to study the full range of rifted margin evolurion. The next phase of scientific drilling will have enhanced capabilities that will allow drilling of both shallow- and deep-water basins, including those with thick sediments with hydrocar-bon potential, such as the outer GrandBanks and Scotian margins. To make this a reality, it will be essential to combine both industry and academic interests and work to ensure continued Canadian participation.

FR :

L'échantillonnage des formations sédi-mentaires et crustales à travers les marges conrinentales divergentes, a longtemps étéune priorité pour le DSDP, l'ODP erd'autres projets scientifiques de foragesocéaniques. De récents résultats de forageset de levés géophysiques concomitants àtravers plusieurs segments de marges enAmérique du Nord ont montré que lescontinents se fragmentent de deux façonsfondamentalement différentes. Des margesvolcaniques se forment lorsque desremontées mantelliques entraînentl'accumulation de forts volumes de rochesfondues juste avant et durant la distensioncrustale. Sur les marges non-volcaniques,de faibles taux de distension crustaledévoilent des régions de nature mantel-lique serpentinisées montrant peu d'in-dices de fusion. Mais, jusqu'à présent,l'échantillonnage a été limité aux régionsau couvert sédimentaire mince, ce qui nenous a pas permis d'étudier la gammecomplère de l'évolution des marges dedivergence. La prochaine phase de foragescientifique sera pourvue d'un équipementamélioré permettant de forer aussi bien lesbassins d'eaux peu profondes que pro-fondes, dont ceux à fortes épaisseurssédimentaires et comportant un potentield'hydrocarbures comme ceux des margesdes Grands bancs et de la marge écossaise.Pour y arriver, il faudra que l'industrie et lesecteur académique travaillent de concertpour assurer la continuation d'uneparticipation canadienne.

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Saanich Inlet sediments contain one of the best-preserved biological records in the world. Frozen 1-2 m cores representing the last -130 years show a defore station-related increased input of terrestrial carbonto the basin, and cyclic variations inorganic carbon, diatoms, and fish remains that suggest a link to climate oscillations. Ocean Drilling Program cores from Leg 169S greatly extend the sediment record, to more than 10,000 years. Study or diatoms, carbon isotope ratios, and fish remains from these long ODP cores shows that the marine environment has been stable during the Holoccne. The long OOP cores also indicate that, beginning - 10,000 years B.P, Saanich Inlet basin rapidly assumed the broad-scale océano-graphie and biologic features seen today.

FR :

Les sédiments de l'anse Saanich constitu-ent l'un des registres paléontologiques lemieux préservé au monde. La colonnesédimentaire de 1 à 2 mètres d'épaisseurcorrespondant à 130 ans d'histoire,montre un accroissement de l'apport decarbone terrestre dans le bassin lié à unedeforestation, des variations cycliques ducontenu en carbone organique, des restesde diatomées et de poissons évoquantl'existence d'une corrélation avec desoscillations climatiques. Les carottes desondage du programme de sondage desfonds marins du segment 169S permettentd'allonger le registre sédimentaire pourcouvrir une histoire de 10 000 ans. L'étudedes diatomées, des rapports isotopiques ducarbone et des restes de poissons dans ceslongues carottes du PSFM montre quel'environnement marin a été stable durantl'Holocène. Ces longs échantillons carottésmontrent également qu'à partir de10 000 ans B.P., l'anse Saanich s'estrapidement constituée selon les grandescaractéristiques océanographiques etbiologiques qui la caractérisentactuellement.

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Three recent Ocean Drilling Program (ODP) cruises — Leg 178, Antarctic Peninsula; Legs 119 and 188, Prydz Bay— have drilled various parts of the Antarctic continental margin in an effort to constrain the history of the AntarcticIce Sheet. Integration of geophysical, biofacics, and sedimentological data from these ODP legs suggests that a very similar style of continental margin growth has occurred along the Antarctic continental margin. Data from the Antarctic continental margin suggest that the shelfag grades ("upbuilds") during periods of icefront retreat, wheteas the slope progrades ("outbuilds") during episodes of ice advance to the shelf break. Because other glaciated continental margins have glacial marine successions similar to that of the Antarctic continental margin, it may be that a common or "unified" model of glaciated margin deposition exists, regardless of latitude and geological age.

FR :

Lors de trois campagnes récentes duProgramme de sondage des fonds marins(PSFM) — le segment 178, péninsule del'Antarctique; les segments 1 19 et 188,baie de Prydz — diverses portions de la marge continentale de l'Antarctique ontété sondées par forage dans le but demieux définir l'histoire de l'inlandsisantarctique. L'intégration des donnéesgéophysiques, de biofaciès et sédimento-logiques récoltées lors de ces campagnesdu PSFM donne à penser qu'un style trèssemblable de croissance de la margecontinentale s'est produit tout du long dela marge continentale de l'Antarctique. Lesdonnées de la marge continentale antarc-tique semblent montrer qu'il y a aggrada-tion (épaissîssement du dépôt) durant lespériodes de retrait du front glaciaire, alorsqu'il y a progradation (étalement dudépôt) durant les périodes d'avancée dufront glaciaire vers le rebord de la plate-forme continentale. Étant donné qued'autres marges continentales englacéesmontrent des empilements sédimentairesglacio-marins semblables à ceux de la margecontinentale antarctique, il se pourrait bienqu'un seul modèle sédimentaire desmarges continentales glaciaires suffise, quelsque soit la latitude et l'âge géologique.