Le 24 mai 1970, une foreuse s’enfonce dans le sol gelé de la péninsule de Kola, à quelques kilomètres de la frontière norvégienne. L’Union soviétique vient de lancer ce qui sera le projet de forage le plus ambitieux de l’histoire humaine. Dix-neuf ans plus tard, les ingénieurs battent un record absolu : 12 262 mètres sous la surface. Puis ils s’arrêtent, vaincus non pas par un manque de volonté, mais par la roche elle-même.

Sommaire

1. Une course vers le bas, pendant la guerre froide
2. Ce que la roche a révélé, et ce qu’elle a contredit
3. 180 °C : le mur que personne n’avait vu venir
4. Un couvercle rouillé sur le plus grand trou du monde

Une course vers le bas, pendant la guerre froide

En marge de la course à l’espace, l’URSS et les États-Unis se sont également lancés dans une exploration des profondeurs terrestres. Moins spectaculaire qu’une fusée, mais tout aussi révélatrice des ambitions de l’époque. Le forage de Kola visait à percer la croûte terrestre pour en comprendre la composition, un exploit scientifique digne d’une course à la Lune. L’objectif était ambitieux : atteindre 15 000 mètres, là où la croûte rencontre le manteau.

Le lieu choisi fut la péninsule de Kola, à quelques kilomètres de la Norvège et à 250 km au nord du Cercle polaire. C’est le cœur du bouclier fenno-scandinave, une zone stable de la croûte continentale constituée de roches remontant jusqu’à l’Archéen, il y a plus de 2,5 milliards d’années. Un choix calculé : les roches anciennes et stables de ce bouclier permettaient théoriquement de creuser plus profond sans se heurter trop vite à des températures ingérables. Le forage débute avec un objectif initial de 7 000 mètres, mais les Soviétiques battent rapidement des records : 9 583 mètres en 1979, puis 12 262 mètres en 1989.

Pour donner une échelle concrète : ce forage est plus profond que la fosse des Mariannes, dans l’océan, dont la profondeur atteint environ 11 km et qui est considérée comme l’endroit le plus profond de l’écorce terrestre. L’humanité a donc creusé plus loin qu’elle n’a jamais plongé. Et pourtant, ce forage reste très éloigné du centre de la Terre, situé à 6 371 kilomètres de profondeur. En proportion, c’est comme percer la peau d’une pomme en espérant atteindre son trognon.

Ce que la roche a révélé, et ce qu’elle a contredit

En utilisant les ondes sismiques, les experts avaient établi que la roche sous nos pieds passe du granite au basalte à environ trois ou quatre kilomètres sous la surface de la terre. Or, les chercheurs ont constaté que ce n’était pas le cas, du moins pas sur la péninsule de Kola. La découverte surprenante fut de ne pas relever de différence de vélocité sismique à la frontière basalte/granite comme prédit par la théorie, mais de trouver à la place des roches métamorphiques fracturées et saturées en eau, ce qui est remarquable à cette profondeur. Une théorie géologique entière s’effondrait avec les carottes remontées à la surface.

L’eau, justement. C’est peut-être la découverte la plus déconcertante de tout le projet. La roche à cette profondeur avait été complètement fracturée et était saturée d’eau. Cette eau, contrairement à celle de surface, devait provenir de minéraux de la croûte profonde et n’avait pas pu atteindre la surface à cause d’une couche de roche imperméable. D’après les chercheurs, cette eau serait emprisonnée dans les roches qui forment le manteau de la Terre et certaines parties de son écorce, sous la forme d’atomes d’hydrogène et d’oxygène. : de l’eau née de la roche elle-même, sans aucun lien avec les nappes phréatiques ou les précipitations. Une forme d’eau que personne n’avait vraiment envisagée à ces profondeurs.

Des fossiles microscopiques de 24 espèces différentes de planctons unicellulaires ont été identifiés jusqu’à une profondeur de 6,7 kilomètres. Ces micro-organismes, piégés depuis des centaines de millions d’années dans la roche, avaient conservé une intégrité structurelle troublante. Les chercheurs ont pu remonter à la surface des roches vieilles de plus de deux milliards d’années. Creuser, c’est aussi remonter le temps.

Dernier invité inattendu dans ce catalogue de surprises : une grande quantité de dihydrogène, les boues extraites du trou étant décrites comme bouillonnant de ce gaz. Ces réactions métamorphiques ont aussi libéré de l’hélium, de l’azote, du méthane et d’autres hydrocarbures, ainsi que du dioxyde de carbone. L’analyse isotopique de ce dernier gaz a démontré qu’il provient en partie de la matière organique contenue dans les roches sédimentaires.

180 °C : le mur que personne n’avait vu venir

Le projet ne s’est pas arrêté faute de courage. Il s’est arrêté parce que la Terre a changé les règles du jeu à mi-chemin. La température de la roche à une profondeur de 12 km est beaucoup plus élevée que les scientifiques ne l’avaient prévu. Alors qu’ils s’attendaient à rencontrer des températures d’environ 100 °C, les roches étaient beaucoup plus près de 180 °C. N’étant pas préparé pour cette chaleur extrême, on a dû arrêter le forage et sceller l’orifice.

La diminution inattendue de la densité, la plus grande porosité et les températures étonnamment élevées ont amené la roche à se comporter un peu comme un plastique, rendant le forage impossible. Les trépans ne mordaient plus dans quelque chose de solide. Ils s’enfonçaient dans une matière qui se refermait sur elle-même, comme de la pâte à modeler chaude. Techniquement, c’est une impasse absolue avec les matériaux disponibles à l’époque.

Le forage du Kola Superdeep Borehole a été stoppé en 1989, soit 19 ans après ses débuts, par manque de fonds, mais aussi à cause de la déviation de l’axe de forage et des températures extrêmes. La chute de l’URSS deux ans plus tard a scellé définitivement le sort du projet. L’objectif initial des 15 kilomètres ne fut jamais atteint, et le site fut définitivement scellé en 2005.

Un couvercle rouillé sur le plus grand trou du monde

Tout le matériel de forage et de recherche a été démonté et le site en ruine est laissé à l’abandon depuis 2008, y compris les nombreuses carottes qu’il abrite encore, livrées aux éléments et mélangées hors de leurs caisses. Des décennies de prélèvements scientifiques irremplaçables, exposés au froid arctique. C’est l’une des pertes scientifiques les plus silencieuses du XXe siècle.

Aujourd’hui, le trou de Kola ne ressemble à rien. Son diamètre n’était que de 23 centimètres. Un tuyau à peine plus large qu’une assiette, descendant à douze kilomètres sous terre. Le visiteur qui se rendrait sur place ne verrait qu’un couvercle métallique rouillé, soudé au sol d’une péninsule que personne ne visite. Derrière ce bouchon d’acier : la plus profonde cicatrice jamais infligée à notre planète par la curiosité humaine, et toujours le record mondial de forage vertical, intact depuis plus de trente ans.

Ce qui rend le trou de Kola définitivement précieux, au-delà de l’exploit brut, c’est la leçon méthodologique qu’il laisse. Chaque modèle géologique construit depuis les années 1950 à partir des ondes sismiques se révélait être une projection, pas une certitude. Les ondes traversent la roche, mais elles ne voient pas l’eau, ne sentent pas la chaleur, n’identifient pas les microfossiles. Kola a prouvé qu’il n’y a pas de substitut à l’échantillon réel. Aucun satellite, aucun supercalculateur ne peut remplacer douze kilomètres de carotte remontée du ventre de la Terre.

Sources : futura-sciences.com | objetsscientifiques.com