Les astronautes souterrains qui explorent les profondeurs de la Terre

Je reste assise et je glisse dans un tunnel de pierre courbe et brillant, qui ressemble à l'intérieur d'une gorge. C'est comme si j'étais en train d'être engloutie et je disparais dans l'obscurité du monde souterrain. Je tiens de petites stalagmites qui ressemblent à des pustules pendant que je rampe, maintenant à genoux. Des stalactites pointues menacent de me mordre et des capillaires de calcite sont éparpillés sur les parois de la roche.

Phil Short m'avertit que les cavernes sont "vivantes". Elles respirent – leurs entrées, souvent, sont petites, mais elles échangent des gaz avec le monde extérieur. Je suis dans la grotte de Wookey Hole, qui fait partie d'un réseau de grottes souterraines dans le village britannique de Wookey Hole, dans le Somerset, dans le sud-ouest de l'Angleterre. "Aujourd'hui, il fait chaud", explique Short. Il est l'un des plongeurs et explorateurs de grottes les plus célèbres au monde et dirige les missions sous-marines des Deep Research Labs.

"La pression atmosphérique à l'extérieur est élevée, explique-t-il. Mais hier, il faisait froid et la pression atmosphérique à l'intérieur est basse." Si la pression de l'air à l'extérieur de la grotte est supérieure à celle à l'intérieur, selon Short, l'air se déplace vers l'intérieur de la grotte et vice-versa. Un autre jour, il peut faire glacial dehors et encore chaud ici à l'intérieur – et la grotte respire dans la direction opposée.

Je comprime mon corps à travers une ouverture, grimpant sur mes mains, mes genoux et mon ventre, jusqu'à ce que la coupure inclinée dans la terre s'ouvre sur une petite grotte. Perché sur un rocher, Short semble aussi à l'aise que nous lorsque nous nous détendons dans un fauteuil confortable. Et cette description n'est peut-être pas si éloignée de la réalité, puisqu'il décrit la grotte de Wookey Hole comme sa "maison spirituelle".

La guide de grotte Becca Burne, du groupe d'instructeurs Wild Wookey, demande d'éteindre les lampes. Nous nous sommes assis dans l'obscurité totale.

"Les gens me jurent qu'ils peuvent voir leur main devant leur visage, mais ils n'y arrivent pas", raconte Burne en riant. Ici, sous terre, l'obscurité est totale. Tout est immobile et silencieux. Cette sensation de calme n'est possible que lorsque vous retirez tous les stimuli incessants de la vie en surface.

"[Explorer des grottes] est une activité lente et contrôlée, pas un sport extrême, explique Short. Vous travaillez lentement, serrez un autobloquant ou une queue de vache, passez la corde de sécurité, vérifiez, puis déplacez le second."

Une "exploration pure"

Actuellement, il existe des dizaines de milliers de cavernes connues dans le monde entier et on en découvre d'autres chaque jour. En fait, de nombreuses cavernes de la planète restent inexplorées, y compris celles des Mendip Hills, au Royaume-Uni, où je me trouve en ce moment.

"Si vous revenez à l'âge d'or des explorations – la quête de la source du Nil, la course vers le pôle Sud – il n'y avait ni satellites, ni avions", se souvient Short.

Il estime que "l'exploration des cavernes est le dernier domaine qui permet l'exploration pure." "Quand vous entrez dans une grotte inexplorée, vous allez dans un endroit de la planète où rien n'a été avant – ni drone, ni technologie moderne."

Short souligne que, dans les grottes, on peut trouver des trésors – "de nouvelles espèces, de nouveaux remèdes pour les maladies". Certaines grottes sont si grandes qu'on a déjà signalé des systèmes météorologiques propres. D'autres sont si profondes que nous n'avons pas encore réussi à atteindre le fond.

Les grottes contiennent des secrets de l'évolution humaine, de la vie qui nous a précédés et de millénaires d'impacts climatiques. Et elles ne sont pas seulement des dépôts de souvenirs lointains, mais des points cruciaux pour la biodiversité et l'endémisme. Ce sont des écosystèmes complets et pleins de vie.

C'est ce que l'entomologiste Leonidas-Romanos Davranoglou, de l'équipe de recherche Expedition Cyclops et étudiant en doctorat à l'Université d'Oxford, au Royaume-Uni, a trouvé en marchant jusqu'aux montagnes Cyclopes, dans la région de Papouasie, en Indonésie. L'Expédition Cyclops est dirigée par des chercheurs de l'agence de recherche gouvernementale indonésienne Badan Riset Dan Inovasi Nasional (BRIN), du Centre de Conservation des Ressources Naturelles de Papouasie Occidentale (BBKSDA, en abrégé en indonésien), de l'ONG conservatrice Yayasan Pelayanan Papua Nenda (Yappenda) et de l'Université d'Oxford, en collaboration avec des étudiants en zoologie de l'Université Cenderawasih, en Indonésie.

En 2023, l'équipe a gravi des montagnes presque verticales, traversé une dense végétation basse et construit un campement complet, avec un laboratoire de travail en bambou. Davranoglou raconte que si vous restez immobile un moment dans la région des montagnes des Cyclopes, des sangsues, brillantes et sombres comme le sol de la forêt, s'approcheront de toutes les directions. Elles vous chassent, suivant de minuscules vibrations dans la terre, votre ombre et votre respiration.

"En Papouasie, il fait très humide et les sangsues vivent absolument partout – dans les arbres, sur le sol, dans les buissons", explique Davranoglou. Dans la forêt des montagnes Cyclopes, toutes les formes d'araignées et de serpents venimeux, ainsi que les moustiques et les tiques vecteurs de maladies, poursuivent les rares qui s'aventurent dans cette terre pratiquement inexplorée.

Malgré les risques, l'équipe était déterminée à "réaliser la recherche la plus complète sur cet écosystème", selon Davranoglou. Et, au cours du processus, ils ont collecté la première preuve photographique confirmant la survie du poisson connu sous le nom d'échidné d'Attenborough. Ils ont également redécouvert un oiseau qui avait été perdu pour la science depuis plus de quinze ans, trouvé un nouveau genre de crevette qui vit dans les arbres, d'innombrables nouvelles espèces d'insectes et même un système de grottes auparavant inconnu, lorsqu'un membre de l'équipe est tombé dans un trou dans le sol.

"Nous avons pu observer qu'elle descendait plus profondément, raconte-t-il. Nous avons dû ramper et, au moment où nous sommes entrés, des chauves-souris ont commencé à voler frénétiquement. Nous avons pensé que c'est un très bon signe. Ensuite, nous avons commencé à voir des grillons de caverne."

Il explique que les grillons de la grotte sont des insectes observateurs particuliers. Ils ont des pattes et des antennes extrêmement longues, et des yeux minuscules. "Ils ressentent le chemin à travers l'obscurité, poursuit-il. Les grillons des cavernes sont un signe indiquant l'existence d'un riche écosystème de cavernes par là."

Davranoglou et le chef de l'expédition, James Kempton, sont retournés à la grotte plusieurs fois. À la troisième occasion, Kempton était seul dans le souterrain, patrouillant des chemins pour poursuivre l'exploration, lorsque la terre a commencé à trembler. De la poussière est tombée des fissures et les chauves-souris ont commencé à voler en panique.

"La Papouasie est l'une des zones avec la plus grande activité tectonique au monde, explique Davranoglou. Nous ressentons des tremblements de terre tout le temps. À l'extérieur, vous observiez d'énormes rochers tomber [sur les pentes]. Il y a alors eu ce tremblement de terre énorme qui a secoué [Kempton] à l'intérieur d'une grotte extrêmement étroite, pleine de rochers."

"Nos élèves ont attendu à l'extérieur de la grotte, dominés par la peur, pour voir s'il allait sortir, raconte-t-il. Ils ont crié de joie quand il est arrivé sain et sauf." L'équipe a découvert un "trésor" d'espèces souterraines, y compris des araignées aveugles, des opilions aveugles et un scorpion fouet, tous inconnus de la science jusqu'à présent.

"Nous étions totalement euphorique, car nous avons découvert un écosystème caché avec beaucoup de potentiel, se souvient Davranoglou. Et, comme nous n'avons exploré que les premiers 40 mètres, nous n'avons effleuré que la surface. Qui sait ce qu'il y a en dessous."

Où le travail commence

De retour à Oxford, Davranoglou montre une plate-forme d'échantillons de scarabées bousiers, de beaux insectes irisés avec leurs énormes cornes pointues. Nous sommes dans une salle remplie de cabinets métalliques, qui font partie des collections de la vie du Musée d'histoire naturelle de l'université d'Oxford. Elles abritent 5,5 millions d'exemplaires d'insectes.

Davranoglou raconte que, maintenant que l'expédition est terminée, le véritable travail commence. "La Papouasie est l'île avec la plus grande biodiversité du monde", signale-t-il.

Davranoglou espère qu'un nouveau niveau de compréhension de sa biodiversité pourra orienter la création de mesures de conservation pour protéger cet écosystème précieux.

"La découverte de chaque nouvelle espèce peut raconter l'évolution de toute une lignée", explique-t-il. Elle peut vous aider à comprendre comment les organismes étaient distribués dans le passé et quels facteurs écologiques et géologiques ont dirigé la formation de différents groupes d'espèces. Et, avec ces données, nous pouvons également comprendre les facteurs qui pourraient affecter la distribution des espèces et leur destin futur.

En 2013, Short a passé trois mois à explorer des grottes. Au total, ce furent quarante-cinq jours sous terre. Avec 12 km de long et 1,2 km de profondeur, le système de grottes J2 est caché dans les profondeurs des montagnes de Sierra Juárez, dans le sud du Mexique. Transporter à travers la dense forêt l'équipement d'expédition pour trois mois – bouteilles de plongée portables, régulateurs, nourriture et matériel de camping – en soi, a déjà été un défi.

"Au sommet plat de la montagne, nous avons établi notre base de campement, explique Short. Des tentes éparpillées dans la forêt, des chemins entre elles et une grande aire commune couverte de toile avec un brasero."

"À environ une heure de marche, en descendant la montagne, il y avait une minuscule plateforme sur la pente et l'entrée de la grotte, d'environ 45 cm de large et 1,3 mètre de haut", raconte-t-il. Cette modeste entrée ne laissait pas imaginer le vaste labyrinthe caché sous terre. À seulement deux mètres de la pente, Short est descendu de 70 mètres, portant 40 kg d'équipements de plongée sur le dos.

"Je suis descendu encore, encore et encore, décrit-il. Enfin, après environ 700 mètres de descente, nous avons terminé dans une petite chambre où [les membres de l'équipe précédente] avaient suspendu des hamacs." Il y avait un poêle et quelques provisions. Au deuxième campement, une tente a été préparée et le troisième était la base de plongée. La première section inondée mesurait 200 mètres de long.

"Maintenant, il ne reste plus que l'équipe de plongée", raconte Short. D'une équipe de 44 personnes de 15 pays différents, il ne restait que deux personnes – Short et sa collègue exploratrice Marcine Gala. Ils resteraient là seuls, pendant neuf jours. Après une plongée de plus de 600 mètres dans l'inconnu, Short et Gala ont émergé à la surface pour entendre le bruit d'une cascade.

"Nous avons trouvé ce magnifique rideau géant de calcite multicolore, se souvient Short. Nous nous sommes serrés autour d'elle et avons vu la rivière contenue comme si c'était un barrage." Il y avait de la brume dans cette immense chambre, comme dans une cascade de la forêt, où toute l'eau de la rivière de J2 s'écoulait simplement vers les entrailles de la Terre.

En utilisant une perceuse électrique pour fixer des vis au mur de la roche, le duo a poursuivi en rappel jusqu'à la base. Ils ont suivi la rivière jusqu'à ce qu'elle "se referme dans un espace où [ils] ne pouv[aient] même pas mettre la main – la fin de la grotte", raconte Short.

Bien que l'exploration – et non la science – ait été la raison de leur présence, cartographier des systèmes de cavernes comme celui-ci ouvre la voie à de futures expéditions scientifiques, selon le chef de l'expédition, Bill Stone. "Les cavernes doivent être protégées", affirme la professeure de sciences géologiques Hazel Barton, de l'université de l'Alabama, aux États-Unis.

Barton est géomicrobiologiste et étudie les microbes qui vivent dans certains des environnements les plus extrêmes de la Terre. Elle et d'autres scientifiques ont suivi les traces de Stone dans les montagnes de Sierra Juárez. Barton étudie depuis plus de vingt ans la vie microscopique trouvée dans les profondeurs de la terre, capable de survivre à l'extrême manque de nourriture. Ses recherches élargissent notre connaissance de la résistance antimicrobienne et de ce que la capacité de photosynthèse – dans un environnement qui, pour l'œil humain, semble totalement sombre – peut nous révéler sur la possibilité de vie extraterrestre.

"À un kilomètre de l'entrée, il y a encore de la photosynthèse, explique Barton, mais elle est décalée vers l'infrarouge proche." Il existe des étoiles qui n'émettent que dans ces longueurs d'onde. C'est pourquoi cette étude peut nous aider à comprendre comment il est possible qu'il y ait de la vie sur d'autres planètes.

Pour Barton, l'exploration des cavernes est la chose la plus proche que nous puissions faire pour être des astronautes, sans quitter la Terre.

"Vous êtes la première personne à voir quelque chose, vos empreintes sont les premières, décrit-elle. Dans dix mille ans, les empreintes que j'ai laissées dans la grotte Lechuguilla, au Nouveau-Mexique (États-Unis), ou dans les grottes Tepui, au Venezuela, seront peut-être encore là."

Sortant de Wookey Hole à la lumière du jour, je réalise que mes sens sont exacerbés. Je sens l'odeur du feuillage humide, le chant des oiseaux, la brise sur ma peau et la chaleur du soleil. On dirait que je viens de me réveiller d'un rêve.

"Actuellement, il est difficile d'impressionner les gens, affirme Short. Mais vous pouvez venir ici et toujours voir quelque chose de différent." Il existe des centaines d'entrées de cavernes connues sur Terre, sur la Lune et même sur Mars. Beaucoup d'entre elles n'ont jamais été explorées. Si nous nous aventurons dans l'obscurité, que pourrions-nous trouver caché sous la surface ?