Dans cette page
sur les océans, vous trouverez les chapitres suivants :
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| Qu'est-ce que l'océanographie ? |
C'est la science qui étudie les mers et les océans. Longtemps, on a cru que les fonds océaniques n'étaient que des surfaces continentales immergées. Les progrès réalisés par les techniques de détection sous-marine montrent qu'il n'en est rien : les océans reposent directement sur le basalte entre les plaques continentales granitiques issues de la Pangée (voir page sur la tectonique des plaques, chapitre "un peu d'histoire").Les eaux océaniques ont en effet occupé les fissures élargies de ce continent primordial. C'est ainsi qu'ua mésozoïque (ère secondaire) apparurent la Méditerranée au trias, l'océan atlantique à partir du jurassique, l'océan Indien au crétacé supérieur, tandis que le pacifique, océan primordial, rétrécissait.
Il existe aujourd'hui deux catégories deux catégories bien distinctes de reliefs sous-marins :
- la marge continentale, ou pré continent :
- - la plate-forme continentale, avec ses formes subaériennes submergées (vallées fluviales, dunes, etc...),
- - un talus incliné, à partir de - 200 m, fréquemment lacéré de vieux cañons,
- - un glacis périphérique.
- Les cuvettes océaniques : - des bassins à fond plat, entre - 4000 et -6000 m,
- des plateaux et seuils porteurs de nombreux pitons sous-marins,
- des dorsales (qui sont toutes des lignes de haute activité sismique et volcanique, jalonnées de fumerolles à 300°C et d'îles volcaniques telle l'Islande), (voir chapitre sur la tectonique)
- des fosses abyssales, profondes et allongées, situées soit au pied d'arcs insulaires volcaniques (fosse des Mariannes : - 11034 m), soit au pied de cordillères continentales (fosse d'Atacama : - 8066 m).
Les fonds sous-marins comportent au total plus de vingt mille pointements volcaniques. tous ces reliefs sont voilés par des "boues" d'origines variées, minérale ou organique, les nodules polymétalliques constituant quant à eux un dépôt très particulier.
| L'eau de mer |
L'eau qui emplit les creux océaniques jusqu'à la cote zéro est, comme toute l'eau du globe, issue de la condensation de la vapeur d'eau primitive. Elle représente, en volume, 97,4% de toute l'eau de la Terre. Mais elle n'est pas douce comme le sont les eaux continentales, et sa teneur en sels est notable : 35% en moyenne se composant de :Le pH y est alcalin. Cette salinité est maximale sous les tropiques (37%) et minimale au pôle Nord (21%).
- - 19% de chlore,
- - 10,5% de sodium,
- - 2,6% de sulfates,
- - 1,3% de magnésium,
- - puis de calcium, potassium, bicarbonates etc..., et de gaz dissous (oxygène et gaz carbonique.
La température des eaux marines dépend à la fois de la latitude et de la profondeur (maximum moyen de +30°C, minimum moyen de -1,9°C ; 1,3°C étant le point de congélation et la température du maximum de densité de l'eau de mer).
Avec la profondeur, la pression augmente (d'environ 100 décibars par 100 m) et la lumière s'atténue. Les derniers rayonnement disparaissent entre 100 et 200 m.
La mer paraît bleue en surface, parce qu'elle réfléchit cette couleur complémentaire de la couleur rouge, qui est la première à être absorbée ; des substances diverses, d'origine terreuse ou organique peuvent modifier cette coloration qui tire alors sur le jaune, le vert ou le pourpre. Cette eau, enfin, n'est jamais immobile.
| Les mouvements de la mer |
Les plus évidents et les plus connus sont les vagues. Ce sont des mouvements ondulatoires qui prennent naissance en des points précis de l'océan, les "mers du vent", sous l'action de variations barométriques et, surtout, des bourrasques de vent.Anarchiques à leur naissance, les vagues divergent ensuite et s'ordonnent en ondulations, que l'on appelle la houle et dont on peut mesure l'amplitude, la longueur d'onde, la périodicité et la célérité. Ces caractéristiques sont imposées non seulement par la force du vent, mais aussi par la longueur de course de celui-ci (le fetch). Par exemple, un vent de 8 degrés Beaufort (de 34 à 40 nœuds), soufflant pendant au moins trente-six heures sur un fetch minimal de 520 milles marins, entretient des houles de 7 à 14 m d'amplitude, de 37 à 440 m de longueur d'onde et d'une période de 6 à 20 secondes.
Pour les navires, une houle courte et cambrée, de type méditerranéen, est plus dangereuse qu'une houle longue, haute et impressionnante, de type atlantique.
Soit la houle s'amortit d'elle-même, soit elle heurte un rivage où elle se déforme et rebondit. La déformation consiste en un déferlement vers l'avant (brisant) dès que la profondeur du fond avoisine la hauteur de la vague : ce déferlement en volute, en déversant ou à gonflement, provoque toujours une projection d'eau (jet de rive), suivie d'un retour à la mer (le swash). Le rebondissement combine une réflexion, qui est fonction de l'angle d'attaque du rivage par la vague, et une réfraction, fonction de la topographie du fond. Si l'angle d'attaque est aigu, il détermine un déplacement d'eau parallèlement au rivage, dit courant littoral, d'une grande importance.
Cependant, il existe d'autres formes d'ondulations. Elles peuvent être plus discrètes ou, au contraire, plus violentes que les vagues.
Parmi les oscillations périodiques faibles, les seiches sont des ondes stationnaires déclenchées par des différences régionales de pression atmosphérique. Elles ont été décrites pour la première fois sur le lac Léman, mais elles existent aussi dans les mers épicontinentales (c'est-à-dire qui s'étendent sur la plate-forme continentale) comme la Baltique ou dans les grandes baies marines.
Les ondulations violentes sont des vagues occasionnelles géantes, à effets catastrophiques. Ainsi, les "tsunami" sont des raz-de-marée de 10 à 30 m de haut qui se propagent, surtout dans l'océan pacifique, à des vitesses terrifiantes, en fonction de la profondeur océanique (par exemple, à 368 nœuds pour 3600 m de fond). Ils sont déclenchés par de gigantesques effondrements sous-marins d'origine sismique.
Les ondes de tempête sont, quant à elles, de très fortes vagues dont la puissance est exaspérée par la convergence des rivages et la médiocrité des profondeurs : elles envahissent parfois les pays riverains (3 m d'eau sur les Pays-Bas côtiers en 1953).
Les vagues de 2 à 4 m enfin, poussées à l'avant des cyclones tropicaux, peuvent être responsables de dégâts considérables comme au Bangladesh, la première fois en 1974, puis en 1991.
| Les marées |
Ce sont des mouvements périodiques réguliers et prévisibles, qui rythment toute l'activité littorale. La marée consiste en une montée (le flot) et en une descente (le jusant) du niveau de la mer, la différence entre haute et basse mer étant l'amplitude, ou marnage.Mais le phénomène est extrêmement variable en amplitude et en périodicité, dans le temps et dans l'espace. Ainsi, en un même lieu, des amplitudes maximales (marées de vive eau) et des amplitudes minimales (marées de morte eau) se succèdent au cours de l'année. L'amplitude maximale n'est d'ailleurs pas la même en tout point du globe : elle atteint plus de 14 m dans la baie du Mont Saint Michel et moins de 1 m dans les Caraïbes. On donne le coefficient 120 à l'amplitude maximale et le coefficient 20 à l'amplitude minimale. Ce maximum et ce minimum dépendent de facteurs cosmiques variables.
En ce qui concerne la variation de périodicité, on relève deux marées par jour lunaire en Bretagne, une seule en Extrême-Orient, et une périodicité mixte en mer d'Arabie...
Le mécanisme des marées est extrêmement compliqué. La montée des eaux résulte fondamentalement de l'attraction luni-solaire ; or cette attraction est différente selon la position des corps célestes : même axe avec la Terre (syzygie) ou alignement à angle droit (quadrature), ou toute autre position intermédiaire...
L'analyse harmonique de la marée intègre plus de vingt-cinq paramètres, auxquels il faut ajouter l'inertie de la masse marine, et des facteurs géographiques tels que la topographie sous-marine et le dessin des côtes, qui facilitent ou retardent la progression de l'onde de marée. Cette progression est exprimée sur les cartes par des lignes dites "iso cotidales".
| Les masses d'eau et les courants océaniques |
Il existe une relation étroite (et mutuelle) entre les eaux océaniques et les climats. C'est en profondeur que l'on trouve les eaux les plus froides, issues des régions polaires, puisque ce sont les plus denses, quoique les plus douces : de -1 à +4°C, avec une teneur en sel de moins de 35%.La proportion d'eau arctique et d'eau antarctique varie selon les océans. C'est en surface, sur une faible épaisseur, que les eaux sont à la fois les plus "chaudes" (+8 à + 25°C) et les plus salées (36%), puisqu'elles sont soumises à évaporation : la couche est dite "eau centrale". Entre cette eau centrale et l'eau sous-jacente, la brusque diminution de température définit une ligne "thermocline", couche de transition thermique que les courants de convection, trop lents (de 1 à 2 cm par seconde), ne peuvent effacer.
On distingue plusieurs types de courants selon la cause des déplacements des masses d'eau ou selon la nature de celles-ci :
Les courants pulsés par les vents dominants : Ils sont situés en surface. Sous l'action des alizés, chaque océan est, de part et d'autre de l'équateur, le siège d'une circulation tourbillonnaire de sens anticyclonique. Le Gulf Stream, courant chaud, est l'un de ces grands courants dus aux vents. Les courants de densité : Ils résultent des différences de densité entre les masses d'eau. Les eaux denses plongent obliquement sous les plus légères, lesquelles tendent à les remplacer en surface. Les courants de marée : Généralement alternatifs, ils sont violents dans les détroits (tel le Fromveur, en Bretagne, qui peut atteindre 10 nœuds), parfois tourbillonnaires (les maelströms).
Il se produit aussi des échanges corrélatifs dans le sens vertical. Lorsque deux courants de surface convergent, les eaux s'enfoncent sous la ligne de convergence, et inversement en cas de divergence. Le placage des courants de surface sur la façade occidentale des océans provoque une remontée d'eau compensatrice, dite upwelling, sur l'autre façade : venant des profondeurs, cette eau est relativement froide et surtout riche en sels minéraux (courant de Humboldt, dans le Pacifique, par exemple).
| Les mers |
Alors que les océans entourent les continents, les mers, elles, sont entourées de rivages continentaux, dont elles ressentent grandement l'influence.Pour les mers largement ouvertes sur l'Océan mondial, le poids des facteurs géographiques est cependant minime. C'est le cas de la Manche, par exemple : mer épicontinentale de 100 m de profondeur seulement, elle est facilement refroidie par l'hiver dans toute son épaisseur (homothermie à +5°C). La Manche n'est qu'une annexe de l'Océan mondial, de même que la mer du Nord ou la mer de Behring.
En revanche, les mers fermées, qui ne communiquent avec l'Océan que par des détroits étroits et peu profonds, subissent facilement l'influence des facteurs locaux. La mer Noire constitue un excellent exemple de mer sous climat plutôt froid. comme elle reçoit beaucoup d'eaux fluviales et subit peu d'évaporation, en raison du froid relatif en hiver, son bilan hydrologique est excédentaire, et elle exporte de l'eau de surface par le Bosphore vers la Méditerranée. Or la faible profondeur de ce détroit (- 250 m) interdit les arrivées d'eau de la Méditerranée, de telle façon que les eaux profondes de la mer Noire (de - 1000 à -2245 m) ne sont jamais renouvelées : elles sont donc pauvres en oxygène et riches en hydrogène sulfuré (ce phénomène de confinement est appelé euxinisme).
Située sous climat à été chaud et sec, la Méditerranée, quant à elle, perd chaque année près de 1 m d'eau par évaporation. Son équilibre hydrologique est rétabli par les apports de la mer Noire et, surtout, par ceux de l'océan Atlantique, grâce au détroit de Gibraltar.
A la différence de la mer Noire, la Méditerranée est brassée en hiver dans toute son épaisseur, qui est grande (- 5121 m), et elle acquiert une homothermie de + 13°C. Cette température, supérieure de 3 à 6°C à ce qu'elle devrait être compte tenu de la latitude, élève les moyennes thermiques du climat et entretient plusieurs minimums barométriques. La Méditerranée a, en outre, ses propres courants, ses propres marées : elle constitue donc un véritable petit océan à elle seule.
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| Les océans en chiffres |
Océan Superficie en millions de km2 Volume en millions de km3 Profondeur moyenne Profondeur maximale Pacifique 166,241 696,139 4188 m 11034 m Atlantique 86,557 323,369 3736 m 9219 m Indien 73,427 284,340 3872 m 7455 m Arctique 9,485 12,615 1330 m 5229 m Divers 26,323 33,416 1269 m 5121 m Total 362,033 1349,929 3729 m 11034 m [retour sommaire]