Du haut de ses huit ans, Lena souhaiterait savoir pourquoi l’eau de mer est salée alors que l’eau des lacs ne l’est pas. Nos expert·e·s du Département de géosciences, Nicole Clerx, Eric Pohl, Mathilde Fautras et Rony Emmenegger ont potassé une réponse qui ne manque pas de sel !
L’histoire de la mer salée commence par la question de l’origine du sel. Les sels sont contenus dans de nombreuses roches, par exemple dans les roches des montagnes. Si l’eau a un goût salé, c’est parce que les sels sont solubles dans l’eau: ils sont invisibles, mais bien présents dans le liquide. Cela signifie que lorsqu’il pleut et que l’eau s’écoule sur les roches, le sel se dissout et est transporté avec l’eau. Il se passe la même chose quand on fait cuire des pâtes: on jette une pincée de sel dans l’eau des pâtes et le sel «disparaît» (en fait, il se dissout dans l’eau). On peut facilement le vérifier en goûtant l’eau (attention, pour ne pas se brûler il faut laisser refroidir l’eau avant). Plus il y a de sel dissous dans l’eau, plus l’eau est salée. Cependant, la plupart du temps, les sels sont présents en très petites quantités dans la nature. C’est pourquoi l’eau des rivières et des lacs (les rivières transportent l’eau vers les lacs) ne nous semble pas salée. En réalité, elle est également salée, mais si peu que nous ne pouvons pas nous en rendre compte simplement en la goûtant. On peut également vérifier cela en mettant un seul grain de sel dans un verre d’eau au lieu d’une pincée entière de sel: le sel se dissout, mais l’eau ne semble pas avoir un goût plus salé qu’auparavant.

L’évaporation entre en action
A la surface de la Terre, l’eau faiblement salée de nos lacs et nos rivières finit par rejoindre la mer en aval. La mer reçoit donc continuellement de l’eau et du sel. En principe, l’eau de mer devrait être aussi salée que les rivières et les lacs, pourtant elle ne l’est pas: elle est plus salée qu’en amont. Pourquoi? Ceci est dû à un processus appelé évaporation et au fait que nos mers sont très, très, très anciennes. L’évaporation signifie que l’eau passe de la forme liquide à l’état gazeux (sous forme de vapeur d’eau). C’est également ce qui se passe lors de la cuisson dans une casserole: l’eau s’évapore dans l’atmosphère et le volume d’eau de la casserole diminue. Il y a alors autant de sel, mais moins d’eau qu’avant. En effet, lors de l’évaporation, seule l’eau s’évapore, pas le sel. Le sel reste dans la mer. On peut le vérifier en mettant une cuillère de sel dans un verre et en ajoutant juste assez d’eau chaude pour dissoudre tout le sel. Si l’on laisse ensuite le verre de côté pendant plusieurs jours, on peut voir d’une part que le volume d’eau diminue (car celle-ci s’évapore) et d’autre part que le bord du verre devient blanc: c’est le sel qui est retenu sous forme solide. Il faut savoir que les mers sont très, très, très anciennes. C’est pourquoi beaucoup, beaucoup, beaucoup d’eau s’est déjà évaporée des mers au cours de leur vie.

Les mers n’ont pas le même goût que les lacs
Dans l’exemple du verre d’eau et d’un seul grain de sel, on observerait également l’évaporation. Le sel reste lorsque toute l’eau s’est évaporée. Si l’on grattait le sel restant, on obtiendrait à nouveau exactement la quantité de sel du grain de sel. Cela se produit aussi bien dans les lacs que dans la mer. La grande différence est que l’eau du lac continue à s’écouler en aval (en direction de la mer), alors que l’eau de la mer ne s’écoule pas plus loin – la mer est le terminus pour l’eau sous sa forme liquide. C’est pourquoi il y a de plus en plus de sel dans la mer. Mais le volume d’eau n’augmente pas, car celle-ci s’évapore, est transportée par les vents sous forme de vapeur d’eau, se transforme en nuages et tombe en pluie quelque part, par exemple dans les montagnes. Là, elle dissout à nouveau le sel des roches, le transporte à travers les rivières et les lacs (dans lesquels nous ne pouvons pas sentir les faibles quantités de sel), jusqu’à la mer. Comme nos mers sont très, très vieilles (parfois des centaines de millions d’années), le sel s’y est accumulé en grande quantité et le goût salé y est beaucoup plus facile à sentir.

Il est intéressant de noter qu’il existe des mers jeunes et des mers anciennes, et que les plus jeunes ont effectivement un goût moins salé. La mer Baltique, par exemple, a un goût nettement moins salé que la mer du Nord (Atlantique) qui existe depuis plus longtemps. Et les mers qui ne reçoivent plus d’eau de fleuves (comme la mer Morte) ne font que s’évaporer: le sel présent ne’est donc plus dilué par un apport d’eau douce. Ces eaux marines sont alors encore bien plus salées que celles de l’océan Atlantique ou Pacifique.

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«Le Jura, quoique séparé des Alpes par une vallée de plusieurs lieues de largeur, pourrait cependant être regardé comme une dépendance de leurs chaînes extérieures; deux raisons me le persuadent. Le Jura marche à peu près parallèlement aux Alpes et que sa partie la plus élevée est située du côté des Alpes, et qu’il s’abaisse graduellement à mesure qu’il s’en éloigne» (De Saussure, 1779-1796, vol. 1, p. 267)».

Aujourd’hui encore, H.-B. de Saussure (1740-1799) apparaît comme le premier naturaliste ayant abordé de façon sérieuse la structure géologique du Jura. Il reconnaît à la chaîne du Jura son caractère d’un pays de roches sédimentaires calcaires, plissées, formant une suite d’anticlinaux et de synclinaux marchant parallèlement les uns avec les autres, pour former un large croissant orienté SW-NE qui s’étend de Voreppe sur l’Isère (France) à Dielsdorf (Zurich, Suisse). De Saussure en fait déjà une annexe des Alpes.

Voyage dans le temps
Histoire de la connaissance géologique du Jura franco-suisse vient de paraître aux Editions Alphil, Presses Universitaires Suisses. Le livre est le fruit de 10 ans de collaboration entre plusieurs spécialistes franco-suisses des géosciences (géologues, hydrogéologues, géomorphologues) de la chaîne du Jura. Deux expert·e·s de l’Université de Fribourg, Anna Sommaruga et Jon Mosar, font partie de l’équipe rédactionnelle.  En retraçant et en éclairant l’histoire des découvertes et interprétations de la géologie du Jura, les auteur·e·s nous emmènent dans une expédition scientifique de plusieurs siècles.

THURMANN, J. 1852. Esquisses orographiques de la chaîne du Jura. Première partie. Impr. Et lithogr. Victor Michel, Porrentruy : 17 p. 3 f. de pl. dépl. : ill. en coul. ; in-4°.

De quelle manière le Jura est-il lié aux Alpes par-dessous le Plateau suisse? Quelles sont les structures tectoniques du Jura et comment se sont-elles formées? Quel est le rôle de l’eau dans la formation du relief actuel si typique dans les montagnes du Jura? Ce sont là quelques-unes des questions auxquelles la lecture du livre apportera des réponses. Les recherches sur les structures géologiques ont contribué au développement des concepts modernes de formation des chaînes d’avant-pays. Le Jura constitue la partie la plus extérieure et la plus jeune de l’orogenèse alpine.

Géologie jurassienne et sciences fribourgeoises
La chargée de cours en géologie régionale et spécialiste du Jura, Anna Sommaruga, a suivi la genèse de ce livre depuis ses débuts. Elle y participe en présentant dans une première partie les grandes lignes actuelles de la géologie de la chaîne du Jura franco-suisse et en contribuant à la rédaction de la troisième partie consacrée à la tectonique, structure et généralité de cette chaîne de montagnes. Le Professeur Jon Mosar a été un contributeur essentiel pour les deux derniers chapitres du volet tectonique, les éléments structuraux et les recherches modernes sur la tectonique profonde.

Les auteur·e·s de gauche à droite: Nicholas et Janine Schaer (enfants de Jean-Paul Schaer†), Pierre-Yves Jeannin, François Pasquier, Thierry Malvesy, Anna Sommaruga, Jean-Pierre Tripet, Jacques Mudry, Michel Campy

La chaîne d’avant-pays de plissement et chevauchement que représente le massif du Jura constitue un domaine des recherches récentes du Département de Géosciences de l’Unifr. Jon Mosar et Anna Sommaruga étudient les différents aspects de la tectonique de cette chaîne de montagnes classique, en y encadrant doctorant·e·s et étudiant·e·s en bachelor et master. Ces travaux sont à la croisée de la recherche fondamentale et de la géologie appliquée afin d’avoir une image la plus précise du sous-sol.

Ce livre aborde le développement des connaissances de la géologie et de l’hydrogéologie de l’ensemble des montagnes du Jura depuis les premiers auteurs il y a plus de 270 ans à nos jours. Il regarde d’un œil nouveau l’évolution des idées de la compréhension géologique, souvent novatrices, développées dans ces montagnes. Dès le milieu du XIXe siècle, les travaux d’ingénierie, comme le percement des grands tunnels ferroviaires à travers les montagnes du Jura, ont permis un grand avancement sur la connaissance du sous-sol et la compréhension de la formation des plis du Jura.  L’ouvrage met en lumière les recherches, mais aussi les personnages à l’origine des nouvelles idées et des débats souvent vifs sur tel un ou tel autre concept novateur. Le livre, de par son approche épistémologique, permet de mieux saisir les liens entre les différents concepts et leur devenir.

BUXTORF, A. 1917, Prévisions et constatations concernant le tunnel de base du Hauenstein, Mitt. aargau. natf. Ges., 14 : 87-105, 1 pl.

Pour spécialistes et passionné·e·s
Cet ouvrage essentiel, richement illustré, contient une bibliographie de 70 pages avec plus de 1300 références. Il synthétise des articles et des livres publiés en trois langues (français, allemand, anglais) et de ce fait ne s’arrête pas à une frontière linguistique. Les importants travaux des auteur·e·s germanophones de la partie orientale de la Suisse y sont tout autant cités et mis en valeur que celles et ceux des scientifiques français.

En lisant cet ouvrage, on plonge dans les découvertes du passé pour comprendre les observations actuelles. Il est accessible tant au spécialiste qu’à toute personne qui s’intéresse à l’histoire de la compréhension géologique de la chaîne Jura. Il trouve sa place dans la bibliothèque de chaque géo-scientifique passionné de la chaîne du Jura. Il peut se lire par chapitre ou par thématique plus pointue pour chercher une information précise avec sa référence.

• MALVESY, T., TRIPET, J.-P. & SCHAER, J.-P. dir. 2021. , Mém. Soc. Neuchâtel. Sci. nat., 13 : 570 p., 218 fig. Ce livre, publié aux Editions Alphil, fait partie des mémoires (Tome XIII, 2021) de la Société neuchâteloise des Sciences Naturelles. Il peut être commandé sur le site Editions Alphil.
• Anna Sommaruga est chargée de cours et Jon Mosar professeur titulaire au Département de géosciences, Unité des sciences de la Terre. Le Professeur Mosar tient également un consacré à la tectonique.

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• de Luc Braillard
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«Partir, c’est mourir un peu», affirme le poète. Pour les professeurs en semestre sabbatique, partir sous d’autres cieux académiques, c’est surtout l’occasion de s’extraire d’une routine accaparante, de reprendre leur souffle, bref, de renaître!
Son semestre sabbatique, Anneleen Foubert savait depuis longtemps qu’elle voulait le passer à l’étranger, sans toutefois pouvoir trancher sur la destination: «J’ai reçu des propositions alléchantes, du Danemark et d’Angleterre, idéales d’un point de vue scientifique et familiale puisque j’aurais pu y scolariser mes filles sans problème.» Mais la chercheuse belge a bien dû finir par se l’avouer, elle s’imaginait plus volontiers à Addis Abeba, ville perchée à 2500 mètres d’altitude, que dans les brumes du Jutland. Ses confrères de l’Université de la capitale éthiopienne ont achevé de la convaincre en lui faisant les yeux doux pour qu’elle vienne y dispenser des cours de sédimentologie. Difficile dans ces conditions de résister aux sirènes de la Corne de l’Afrique, région qu’Anneleen Foubert connaît comme sa poche pour y avoir dirigé plusieurs expéditions scientifiques depuis 2013: «Je me suis dit pourquoi ne pas y enseigner tout un semestre, partager le quotidien de mes collègues, vivre au rythme de l’Afrique?» Après tout, l’Europe pourra bien attendre!

 A Addis Abeba avec toute la smala
Encore fallait-il obtenir un congé auprès de l’inspectorat scolaire pour ses deux filles, Janne et Mette, âgées de huit et cinq ans. «Nous craignions cette étape, mais notre demande est passée comme une lettre à la poste, explique Anneleen Foubert, nos filles vont maintenant à l’école de l’ambassade d’Allemagne.» Mais qui dit voyage, dit imprévu, et parfois même avant le départ: «La cadette a fait une réaction anaphylactique à l’un des vaccins obligatoires. Elle était criblée de points rouges avec une fièvre de cheval.» Il s’en est fallu de peu qu’il faille ajourner le vol ou, pire, renoncer au projet. Aujourd’hui installée depuis quatre mois à Addis Abeba, la famille Foubert a trouvé ses marques, même si Mette, l’une des seules blanches au milieu de ses camarades éthiopiens, a dû apprendre à accepter son altérité: «Comme elle avait le sentiment que ses camarades se moquaient d’elle, elle m’a demandé d’aller lui acheter des habits éthiopiens pour se fondre dans la masse.» Elle-même d’ailleurs souhaiterait parfois passer incognito, en particulier lorsqu’elle se rend dans les régions reculées de l’Ethiopie. Lors de sa dernière mission dans l’Afar, des enfants ont littéralement fondu en larme à la seule vue de cette extraterrestre à la peau blanche. «Ils ont fui devant moi. C’était assez déroutant!»

Dans la fournaise du désert de l’Afar
Cela fait déjà six ans qu’Anneleen Foubert sillonne la dépression de Danakil, l’un des endroits les plus bas, les plus chauds et les plus arides du globe, paradis des géologues avec ses lacs salés, son activité sismique et ses cratères. La recherche de la sédimentologue vise à déterminer à combien de reprises, par le passé, la mer Rouge est parvenue à inonder la région, phénomène tributaire à la fois des  mouvements tectoniques et des variations paléo climatiques. «Si le continent s’enfonce et que le niveau des mers monte, du fait du réchauffement climatique, on peut supposer que la dépression de Danakil risque à nouveau d’être immergée. Cette reconstitution du passé nous permet donc de prévoir l’avenir!» Anneleen Foubert et ses collègues éthiopiens étudient également le système hydrique de la région, une ressource stratégique essentielle dans le désert de l’Afar, ainsi que le potentiel géothermique, immense comme dans toute zone sismique: «Nous restons dans le domaine de la recherche fondamentale, mais les connaissances acquises, pourront servir au développement énergétique et économique de la région.» Et si la recherche passionne Anneleen Foubert, ses yeux se mettent véritablement à étinceler quand elle évoque ce qu’elle chérit le plus dans son projet de semestre sabbatique: «Nous formons la prochaine génération de géologues éthiopiens et je rêve qu’il puisse venir étudier en Europe et retourner en Ethiopie avec un bagage de qualité.»

Un premier bilan au-delà des espérances
Dans la vie, faire des choix audacieux, c’est aussi s’exposer à l’échec, voire aux regrets. S’expatrier un semestre en Ethiopie, de surcroît en embarquant sa famille avec soi dans l’aventure, comportait sa part de risque. A l’heure de dresser un bilan intermédiaire, Anneleen Foubert ne peut que se féliciter de son choix: ses filles vivent une expérience unique, édifiante. Elle-même poursuit ses recherches, partage ses connaissances et, bien que son semestre n’a de sabbatique que le nom, il lui permet de puiser une énergie nouvelle: «A Fribourg, je suis souvent stressé par mes nombreuses sollicitations. Ici, en Afrique, le temps s’écoule différemment. Ça m’aide à prendre du recul. En ce sens, c’est un vrai congé sabbatique.»

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• Anneleen Foubert
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Maître-assistant au Département des géosciences, Luc Braillard aime faire prendre l’air à ses étudiants car, il en est persuadé, les sorties sur le terrain se justifient pleinement d’un point de vue pédagogique. Elles permettent non seulement aux étudiants de «matérialiser» les concepts appris en salle de classe, mais aussi de sympathiser. La preuve par les actes: voici un petit compte-rendu d’une excursion qui a eu lieu le 20 mai 2017 dans la région des Gastlosen.

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