Nous avons envoyé des sondes dans les coins les plus reculés de notre système solaire, mais nous n’avons fait qu’effleurer la surface de ce qui se trouve sous nos pieds.
La guerre froide nous a menés vers le bas comme vers le haut. Dans les années 1960, alors que l’Union soviétique et les États-Unis étaient engagés dans la course à l’espace, les deux pays ont élaboré des plans ambitieux pour compléter leurs programmes spatiaux par une étude des sciences de la terre : ils voulaient forer l’écorce terrestre et découvrir ce qui se trouve en dessous.
Sur le papier, l’objectif semble modeste. Avec une profondeur moyenne de 40 kilomètres, la croûte rocheuse extérieure ne représente qu’une infime partie des 12 756 kilomètres de diamètre de notre planète à l’équateur.
Cependant, tous les projets étaient voués à l’échec en raison des températures et des pressions extrêmes que les trépans ont rencontrées à mesure qu’ils s’aventuraient plus profondément.
Malgré cela, les petits progrès réalisés ont permis de mieux comprendre la composition de notre planète en nous donnant l’occasion d’examiner la structure de la croûte de première main.
Le forage superprofond de Kola, dans le nord-ouest de la Russie, a commencé en 1970 et consistait en un puits central avec plusieurs trous de forage qui en partaient. L’un d’entre eux, le sg-3, reste le trou le plus profond jamais foré. D’un diamètre de 22,9 centimètres seulement, un trépan spécialement adapté a permis de forer 12 kilomètres dans la croûte terrestre sur une période de 24 ans. L’objectif était d’atteindre 15 kilomètres de profondeur.
Le saviez-vous ? Le « projet mohole » des États-Unis a précédé le projet kola.
Habituellement, toute la tige de forage tourne, mais cela aurait causé trop de frictions. Une nouvelle technique a été mise au point : le trépan a été monté sur une turbine, entraînée par la boue sous pression pompée dans le trou. Cette turbine a également poussé des fragments de roche à la surface. Ces découvertes ont remis en question des théories scientifiques de longue date sur les couches supérieures de la Terre, qui avaient été élaborées à partir d’observations en surface et en étudiant la façon dont les ondes sismiques traversent la planète.
Une couche de basalte – une roche formée par le refroidissement de la lave – supposée exister à 4.8 kilomètres de profondeur était totalement absente. Les changements dans le comportement des ondes sismiques observés à cette profondeur semblent être dus à des modifications de la roche granitique causées par la pression et la chaleur.
De l’eau a également été découverte de manière inattendue à cette profondeur, probablement formée à partir d’atomes d’hydrogène et d’oxygène expulsés de la roche sous l’effet de la pression. Plus surprenant encore, des fossiles microscopiques de plancton ont été découverts, étonnamment intacts et estimés à plus de 2 milliards d’années.
Le forage a été abandonné en 1994 en raison de la chaleur intense, mesurée à 180 degrés Celsius au point le plus bas. Associée à une modification de la densité de la roche, cette chaleur a rendu impossible toute tentative de forage supplémentaire, et le trou de forage a donc été scellé.
Le forage jusqu’au manteau de notre planète et au-delà pourrait s’avérer impossible à jamais, car il faudrait inventer de nouveaux matériaux capables de résister à ces conditions.
