Expédition Challenger - Challenger expedition

HMS  Challenger sous voiles, 1874

L' expédition Challenger de 1872-1876 était un programme scientifique qui a fait de nombreuses découvertes pour jeter les bases de l' océanographie . L'expédition a été nommée d'après le navire de guerre qui a entrepris le voyage, le HMS  Challenger .

Poussée par Charles Wyville Thomson de l' Université d'Édimbourg et de la Merchiston Castle School , la Royal Society de Londres obtint l'utilisation du Challenger de la Royal Navy et en 1872 modifia le navire pour des tâches scientifiques, l'équipant de laboratoires séparés pour l'histoire naturelle et la chimie . L'expédition, dirigée par le capitaine George Nares , partit de Portsmouth, en Angleterre , le 21 décembre 1872. Parmi les autres officiers de marine figurait le commandant John Maclear .

Sous la supervision scientifique de Thomson lui-même, le navire a parcouru près de 70 000 milles marins (130 000 km ; 81 000 mi) pour effectuer des relevés et des explorations. Le résultat fut le rapport des résultats scientifiques du voyage d'exploration du HMS Challenger au cours des années 1873-1876 qui, parmi de nombreuses autres découvertes, répertoriait plus de 4 000 espèces auparavant inconnues. John Murray , qui a supervisé la publication, a décrit le rapport comme « la plus grande avancée dans la connaissance de notre planète depuis les célèbres découvertes des XVe et XVIe siècles ». Challenger a navigué près de l' Antarctique , mais pas en vue.

Les préparatifs

Pour lui permettre de sonder les profondeurs, 15 des 17 canons du Challenger ont été retirés et ses longerons réduits pour libérer de l'espace. Des laboratoires, des cabines supplémentaires et une plate-forme de dragage spéciale ont été installés. Challenger a utilisé principalement la voile pendant l'expédition; la machine à vapeur n'était utilisée que pour propulser la drague. Il était chargé de pots à échantillons, remplis d'alcool pour la conservation des échantillons, de microscopes et d'appareils chimiques, de chaluts et de dragues, de thermomètres, de baromètres, de bouteilles de prélèvement d'eau, de sondes , de dispositifs pour collecter les sédiments du fond marin et de grandes longueurs de corde avec lesquelles pour suspendre l'équipement dans les profondeurs de l'océan.

En raison de la nouveauté de l'expédition, certains équipements ont été inventés ou spécialement modifiés pour l'occasion. Au total, il a été fourni avec 181 miles (291 km) de chanvre italien pour le sondage .

expédition

Un des cartons d'origine contenant les négatifs photographiques rapportés de l'expédition

Au cours de son voyage de 68 890 milles marins (79 280 mi; 127 580 km) autour du globe, 492 sondages en haute mer, 133 dragues de fond, 151 chaluts en eau libre et 263 observations en série de la température de l'eau ont été effectués. Environ 4 700 nouvelles espèces de vie marine ont été découvertes.

Les travaux scientifiques ont été menés par Wyville Thomson , John Murray , John Young Buchanan , Henry Nottidge Moseley et Rudolf von Willemoes-Suhm . Frank Evers Bed a été nommé prosecteur . L'artiste officiel de l'expédition était John James Wild . En plus de Nares et Maclear, d'autres qui faisaient partie de l'équipage naval comprenaient Pelham Aldrich , George Granville Campbell et Andrew Francis Balfour (l'un des fils du botaniste écossais John Hutton Balfour ). Parmi les officiers figurait également Thomas Henry Tizard , qui avait effectué d'importantes observations hydrographiques lors de voyages précédents. Bien qu'il ne fasse pas partie du personnel scientifique civil, Tizard participera plus tard à la rédaction du compte rendu officiel de l'expédition et deviendra également membre de la Royal Society.

L'effectif du navire d'origine comprenait 21 officiers et environ 216 membres d'équipage. À la fin du voyage, ce nombre avait été réduit à 144 en raison des décès, des désertions, du personnel laissé à terre pour cause de maladie et des départs prévus.

Challenger atteignit Hong Kong en décembre 1874, date à laquelle Nares et Aldrich quittèrent le navire pour participer à l' expédition britannique dans l' Arctique . Le nouveau capitaine était Frank Tourle Thomson. Le commandant en second et le plus haut gradé présent tout au long de l'expédition était le commandant John Maclear . Willemoes-Suhm est mort et a été enterré en mer lors du voyage vers Tahiti. Lords Campbell et Balfour ont quitté le navire à Valparaiso, au Chili, après avoir été promus.

Trajectoire du HMS Challenger de décembre 1872 à mai 1876. Les contours de couleur représentent la densité de la surface de l'océan.

La première étape de l'expédition a conduit le navire de Portsmouth (décembre 1872) au sud jusqu'à Lisbonne (janvier 1873) puis jusqu'à Gibraltar . Les prochains arrêts étaient Madère et les îles Canaries (tous deux en février 1873). La période de février à juillet 1873 a été consacrée à la traversée de l'Atlantique vers l'ouest des îles Canaries aux îles Vierges , puis au nord vers les Bermudes , à l'est vers les Açores , de retour à Madère, puis au sud vers les îles du Cap-Vert . Au cours de cette période, il y a eu un détour en avril et mai 1873, naviguant des Bermudes au nord jusqu'à Halifax et retour, traversant le Gulf Stream deux fois avec le voyage inverse traversant plus à l'est.

Après avoir quitté les îles du Cap-Vert en août 1873, l'expédition a d'abord navigué vers le sud-est puis s'est dirigée vers l'ouest pour atteindre St Paul's Rocks . De là, la route s'est dirigée vers le sud à travers l'équateur jusqu'à Fernando de Noronha en septembre 1873, puis à partir du même mois jusqu'à Bahia (maintenant appelée Salvador) au Brésil. La période de septembre à octobre 1873 fut consacrée à la traversée de l'Atlantique de Bahia au cap de Bonne-Espérance , en passant par Tristan da Cunha .

HMS Challenger dans l' océan Austral , dessiné par le sous-lieutenant Herbert Swire

De décembre 1873 à février 1874, il a navigué sur une route à peu près au sud-est du cap de Bonne-Espérance au parallèle de 60 degrés sud . Les îles visitées durant cette période étaient les îles du Prince-Édouard , les îles Crozet , les îles Kerguelen et l' île Heard . Février 1874 a été consacré à un voyage vers le sud, puis généralement vers l'est à proximité du cercle antarctique , avec des observations d'icebergs, de banquise et de baleines. La route a ensuite emmené le navire vers le nord-est et loin des régions de glace en mars 1874, l'expédition atteignant Melbourne en Australie plus tard dans le mois. Le voyage vers l'est le long de la côte de Melbourne à Sydney a eu lieu en avril 1874, en passant par Wilsons Promontory et Cape Howe .

L'équipage de l'expédition en 1874

Lorsque le voyage reprit en juin 1874, la route se dirigea vers l'est de Sydney à Wellington en Nouvelle-Zélande, suivie d'une grande boucle vers le nord dans le Pacifique faisant escale à Tonga et aux Fidji , puis retour vers l'ouest jusqu'à Cape York en Australie à la fin du mois d'août. Le navire est arrivé en Nouvelle-Zélande fin juin et est reparti début juillet. Avant d'atteindre Wellington (sur l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande), de brefs arrêts ont été effectués à Port Hardy (sur l' île d'Urville ) et le détroit de la Reine-Charlotte et Challenger ont traversé le détroit de Cook pour atteindre Wellington.

La route de Wellington à Tonga longeait la côte est de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande, puis du nord et de l'est dans le Pacifique ouvert, en passant par les îles Kermadec en route vers Tongatabu , l'île principale de l'archipel des Tonga (alors connue sous le nom de Friendly Îles). Les eaux autour des îles Fidji, à une courte distance au nord-ouest des Tonga, ont été étudiées fin juillet et début août 1874. Le cap du navire a ensuite été orienté vers l'ouest, atteignant l' île de Raine - sur le bord extérieur de la grande barrière de corail - à la fin du mois d'août et de là arrivant au cap York, à la pointe de la péninsule australienne du cap York .

Au cours des trois mois suivants, de septembre à novembre 1874, l'expédition a visité plusieurs îles et groupes d'îles en naviguant du cap York vers la Chine et Hong Kong (alors une colonie britannique ). La première partie de la route passait au nord et à l'ouest sur la mer d'Arafura , avec la Nouvelle-Guinée au nord-est et le continent australien au sud-ouest. Les premières îles visitées étaient les îles Aru , suivies des îles Kai voisines . Le navire traverse ensuite la mer de Banda en touchant les îles Banda , pour atteindre Amboina ( île Ambon ) en octobre 1874, puis continue jusqu'à l' île Ternate . Toutes ces îles font désormais partie de l' Indonésie .

De Ternate, la route se dirigeait vers le nord-ouest en direction des Philippines, passant à l'est de Célèbes ( Sulawesi ) dans la mer des Célèbes . L'expédition fait escale à Samboangan ( Zamboanga ) sur Mindanao, puis à Iloilo sur l'île de Panay, avant de naviguer à l'intérieur de l'archipel en route vers la baie et le port de Manille sur l'île de Luçon. La traversée vers le nord-ouest de Manille à Hong Kong a eu lieu en novembre 1874.

Après plusieurs semaines à Hong Kong, l'expédition part au début de janvier 1875 pour retracer sa route vers le sud-est en direction de la Nouvelle-Guinée. La première étape de cette étape aller du voyage était Manille. De là, ils ont continué jusqu'à Samboangan, mais ont pris une route différente à travers l'intérieur des Philippines, cette fois en touchant l'île de Zébu . De Samboangan, le navire a divergé de la route entrante, passant cette fois au sud de Mindanao, début février 1875.

Challenger s'est ensuite dirigé vers l'est en pleine mer, avant de virer au sud-est et de toucher terre à Humboldt Bay (aujourd'hui Yos Sudarso Bay ) sur la côte nord de la Nouvelle-Guinée. En mars 1875, l'expédition avait atteint les îles de l' Amirauté au nord-est de la Nouvelle-Guinée. La dernière étape du voyage de ce côté du Pacifique était un long voyage à travers l'océan ouvert vers le nord, passant principalement à l'ouest des îles Caroline et des îles Mariannes , atteignant le port de Yokohama , au Japon, en avril 1875.

Challenger aux îles Juan Fernández au large du Chili

Challenger quitta le Japon à la mi-juin 1875, se dirigeant vers l'est à travers le Pacifique jusqu'à un point situé au nord des îles Sandwich (Hawaï), puis tournant vers le sud, touchant terre fin juillet à Honolulu sur l'île hawaïenne d' Oahu . Quelques semaines plus tard, à la mi-août, le navire a décollé vers le sud-est, jetant l'ancre à Hilo Bay au large de la grande île d'Hawaï, avant de continuer vers le sud et d'atteindre Tahiti à la mi-septembre.

L'expédition a quitté Tahiti début octobre, oscillant vers l'ouest et le sud des îles Tubuai puis se dirigeant vers le sud-est avant de bifurquer vers l'est en direction des côtes sud-américaines. La route a touché les îles Juan Fernández à la mi-novembre 1875, Challenger atteignant le port de Valparaiso au Chili quelques jours plus tard. L'étape suivante du voyage a commencé le mois suivant, la route ramenant le navire vers le sud-ouest dans le Pacifique, en passant par les îles Juan Fernández, avant de virer au sud-est et de revenir vers l'Amérique du Sud, atteignant Port Otway dans le Golfe de Penas le 31 décembre 1875.

La majeure partie de janvier 1876 a été consacrée à la navigation autour de la pointe sud de l'Amérique du Sud, à l'arpentage et à l'exploration de nombreuses baies et îles de l'archipel de Patagonie, du détroit de Magellan et de la Terre de Feu . Les endroits visités ici comprennent Hale Cove, Gray Harbour, Port Grappler, Tom Bay, tous à proximité de l'île Wellington ; Puerta Bueno, près de l' île de Hanovre ; Isthmus Bay, près de l' archipel de la Reine-Adélaïde ; et Port Churruca, près de l' île de Santa Ines .

Les derniers arrêts, avant de se diriger vers l'Atlantique, étaient Port Famine , Sandy Point et Elizabeth Island. Le Challenger a atteint les îles Falkland vers la fin janvier, faisant escale à Port Stanley puis continuant vers le nord, atteignant Montevideo en Uruguay à la mi-février 1876. Le navire a quitté Montevideo fin février, cap d'abord plein est puis plein nord, arrivant à l'île de l'Ascension fin mars 1876.

La période du début à la mi-avril a été consacrée à la navigation de l'île de l'Ascension aux îles du Cap-Vert. À partir de là, la route empruntée fin avril et début mai 1876 était une boucle vers l'ouest vers le nord jusqu'au milieu de l'Atlantique, pour finalement tourner plein est vers l'Europe pour toucher terre à Vigo en Espagne vers la fin mai. La dernière étape du voyage emmena le navire et son équipage vers le nord-est de Vigo, longeant le golfe de Gascogne pour toucher terre en Angleterre. Challenger retourna à Spithead , dans le Hampshire , le 24 mai 1876, après avoir passé 713 jours en mer sur les 1 250.

Objectifs scientifiques

La Royal Society a déclaré que les objectifs scientifiques du voyage étaient :

  1. Étudier les conditions physiques de la mer profonde dans les grands bassins océaniques - jusqu'au voisinage de la Grande Barrière de Glace Sud - en ce qui concerne la profondeur, la température, la circulation, la densité et la pénétration de la lumière.
  2. Déterminer la composition chimique de l'eau de mer à différentes profondeurs de la surface au fond, la matière organique en solution et les particules en suspension.
  3. Connaître le caractère physique et chimique des gisements des grands fonds et les sources de ces gisements.
  4. Étudier la distribution de la vie organique à différentes profondeurs et sur les grands fonds marins.
Examen du spécimen capturé

À chacune des 360 stations, l'équipage a mesuré la profondeur du fond, la température à différentes profondeurs, observé les conditions météorologiques et océaniques de surface, et a collecté des échantillons de fond marin, d'eau et de biote. L' équipage de Challenger a utilisé des méthodes développées lors d'expéditions antérieures à petite échelle pour faire des observations. Pour mesurer la profondeur, ils abaissaient une ligne avec un poids attaché jusqu'à ce qu'elle atteigne le fond marin. La ligne était marquée à des intervalles de 25 brasses (150 pi; 46 m) avec des drapeaux indiquant la profondeur. Pour cette raison, les mesures de profondeur de Challenger étaient, au mieux, précises à la démarcation la plus proche de 25 brasses (150 pi; 46 m). Le lest était souvent muni d'un petit récipient qui permettait la collecte d'échantillons de sédiments de fond.

L'équipage a utilisé une variété de dragues et de chaluts pour collecter des échantillons biologiques. Les dragues étaient constituées de filets métalliques attachés à une planche de bois et traînés sur le fond marin. Les têtes de vadrouille fixées à la planche de bois balayeraient le fond marin et libéreraient les organismes du fond de l'océan pour être capturés dans les filets. Les chaluts étaient de grands filets métalliques remorqués derrière le navire pour collecter des organismes à différentes profondeurs d'eau. Lors de la récupération d'une drague ou d'un chalut, l' équipage de Challenger triait, rinçait et stockait les spécimens pour examen à leur retour. Les spécimens étaient souvent conservés dans de la saumure ou de l'alcool.

Le thermomètre principal utilisé tout au long de l' expédition Challenger était le thermomètre Miller-Casella , qui contenait deux marqueurs dans un tube de mercure incurvé pour enregistrer la température maximale et minimale à travers laquelle l'instrument a voyagé. Plusieurs de ces thermomètres seraient abaissés à différentes profondeurs pour l'enregistrement. Cependant, cette conception supposait que l'eau la plus proche de la surface de l'océan était toujours plus chaude que celle en dessous. Pendant le voyage, l' équipage de Challenger a testé le thermomètre à inversion , qui pouvait mesurer la température à des profondeurs spécifiées. Par la suite, ce type de thermomètre a été largement utilisé jusqu'à la seconde moitié du 20e siècle.

Sir Thomson croyait, comme de nombreux adeptes de la théorie de l'évolution alors récente , que les profondeurs marines abriteraient des « fossiles vivants » éteints depuis longtemps dans des eaux moins profondes, des exemples de « chaînons manquants ». Ils croyaient que les conditions de température froide constante, d'obscurité et d'absence de courants, de vagues ou d' événements sismiques fournissaient un environnement si stable que l'évolution ralentirait ou s'arrêterait complètement. Louis Agassiz croyait que dans les profondeurs "nous devrions nous attendre à trouver des représentants des périodes géologiques antérieures ". Thomas Huxley déclara qu'il s'attendait à voir « des antiquités zoologiques qui, dans les profondeurs tranquilles et peu modifiées de l'océan, ont échappé aux causes de destruction à l'œuvre dans les bas-fonds et représentent la population prédominante d'une époque révolue ». Rien de la sorte ne se produisit cependant ; bien que quelques organismes précédemment considérés comme éteints aient été trouvés et catalogués parmi les nombreuses nouvelles découvertes, la récolte était typique de ce qui pourrait être trouvé en explorant une étendue équivalente de nouveau territoire. De plus, alors qu'ils préservaient des spécimens dans de l' alcool , le chimiste John Young Buchanan et Sir Thomson se sont rendu compte qu'il avait par inadvertance démystifié le rapport antérieur de Huxley sur Bathybius haeckelii , un protoplasme acellulaire couvrant les fonds marins, qui était censé être le lien entre le non-vivant matière et cellules vivantes. L'effet net a été un revers pour les partisans de l'évolution.

Challenger Profond

Le 23 mars 1875, à la station d'échantillonnage numéro 225 située dans le sud-ouest de l'océan Pacifique entre Guam et Palau, l'équipage a enregistré un sondage de 4 475 brasses (26 850 pieds ; 8 184 m) de profondeur, ce qui a été confirmé par un sondage supplémentaire. Comme l'ont montré des expéditions ultérieures utilisant des équipements modernes, cette zone représente l'extrémité sud de la fosse des Mariannes et est l'un des endroits connus les plus profonds du fond de l'océan.

Modernes à 6.012 sondes (36,070 pi toises, 10994 m) ont depuis été trouvé à proximité du site du Challenger ' sondage originale de l' art. La découverte par Challenger de cette profondeur a été une découverte clé de l'expédition dans l'élargissement des connaissances océanographiques sur la profondeur et l'étendue de l'océan et porte maintenant le nom du navire, le Challenger Deep .

Héritage

Les résultats de l' expédition Challenger ont continué à être publiés jusqu'en 1895, dix-neuf ans après la fin de son voyage. Le rapport contenait 50 volumes et comptait plus de 29 500 pages. Les spécimens rapportés par Challenger ont été distribués aux plus grands experts mondiaux pour examen, ce qui a considérablement augmenté les dépenses et le temps requis pour finaliser le rapport. Le rapport et les spécimens sont actuellement conservés au British Natural History Museum et le rapport a été mis en ligne. Certains spécimens, dont beaucoup ont été les premiers découverts du genre, sont encore examinés par les scientifiques aujourd'hui.

Un grand nombre de scientifiques ont travaillé à la catégorisation du matériel rapporté de l'expédition dont le paléontologue Gabriel Warton Lee . George Albert Boulenger , herpétologue au Muséum d'histoire naturelle, a nommé une espèce de lézard, Saproscincus challengeri , d'après Challenger .

Avant le voyage du Challenger , l'océanographie était principalement spéculative. Première véritable campagne océanographique, l' expédition Challenger a jeté les bases de toute une discipline académique et de recherche. " Challenger " a été appliqué à des phénomènes aussi variés que la Challenger Society for Marine Science , le navire de recherche océanographique et géologique marin Glomar Challenger et la navette spatiale Challenger .

Les références

Lectures complémentaires

Général

Rapports, comptes et lettres principaux

Littérature secondaire

Collections et archives

Liens externes