océan (géographie) 1 PRÉSENTATION océan (géographie), vaste étendue d'eau salée qui occupe un bassin profond entre deux continents.

océan (géographie) 1 PRÉSENTATION océan (géographie), vaste étendue d'eau salée qui occupe un bassin profond entre deux continents. 2 LA PLANÈTE-OCÉAN Les océans couvrent environ 70 p. 100 de la surface de la Terre. Leurs fonds sont constitués par de véritables reliefs, des cuvettes et des fosses qui dépassent parfois 10 km de profondeur. Régulateurs thermiques et climatiques, notamment grâce aux courants, les océans jouent aussi un rôle important dans le commerce et l'économie mondiale, par les réserves en poissons et en minerais qu'ils contiennent. L'océanographie, la science qui les étudie, est aujourd'hui en plein essor. Les cinq océans, Pacifique, Atlantique, Indien, Antarctique et Arctique, et les mers adjacentes (la mer du Nord, la Méditerranée, la mer Noire, la mer Rouge, la mer des Caraïbes, la mer du Japon, etc.) couvrent 360 millions de km2, soit 70,8 p. 100 de la surface de la Terre ; vue de l'espace, celle-ci apparaît bleue et mérite le nom de planète-océan. Les océans sont inégalement répartis ; ils occupent 60,7 p. 100 de la superficie de l'hémisphère Nord et 80,9 p. 100 de celle de l'hémisphère Sud. Une représentation de la planète à partir d'une vue verticale centrée sur l'Antarctique permet de découvrir que l'ensemble des mers et des océans forme un océan unique, l'océan mondial, imparfaitement cloisonné par les continents. En effet, à partir de l'océan Antarctique (32 millions de km2), qui isole l'Antarctique et occupe une position centrale, s'individualisent l'immense océan Pacifique (165 millions de km2) et l'océan Atlantique (82 millions de km2), étiré en forme de S, que prolongent l'océan Arctique (14 millions de km2) et l'océan Indien (75 millions de km2), ce dernier ne s'étendant pas au nord du tropique du Cancer. L'océan mondial occupe des cuvettes profondes puisque la profondeur moyenne approche 3 800 m et que 80 p. 100 de la surface des fonds océaniques se situent entre - 2 000 et - 11 035 m. 3 RELIEFS SOUS-MARINS Le plancher ou lit de l'océan comprend les cuvettes océaniques (250 millions de km2) et les marges continentales, divisions qui coïncident avec la nature des croûtes, océanique et basaltique dans un cas, continentale et granitique dans l'autre (voir Terre). Chacune des cuvettes océaniques possède une dorsale, véritable montagne sousmarine, qui a une position à peu près médiane et qui se dresse de 2 000 à 3 000 m au-dessus des fonds voisins. De l'océan Antarctique à l'océan Glacial Arctique, les dorsales, reliées entre elles, s'étirent sans discontinuité sur près de 80 000 km. De part et d'autre s'étendent les bassins océaniques, entre 4 000 et 6 000 m de profondeur, où s'observent des collines, des vallées et des plaines abyssales. Au-delà, en direction des continents, les reliefs appartiennent aux marges continentales, qui se présentent sous deux formes. Les marges passives (qu'on trouve par exemple autour de l'océan Atlantique) comprennent un plateau (ou une plate-forme) continental(e), et leur pente est faible, 200 m de dénivelé en général, sur une distance allant de quelques kilomètres à plusieurs centaines de kilomètres. Elles se terminent par une longue pente continentale (ou talus continental), inclinée de 3 à 6° jusque vers 3 000 à 4 000 m de profondeur, assurant la transition avec les espaces abyssaux. Les marges actives (très bien représentées sur le pourtour de l'océan Pacifique) se composent d'une fosse océanique, étroite dépression dont la profondeur est comprise entre 7 000 et 11 035 m et d'un arc insulaire (par exemple les îles Aléoutiennes), séparé du continent émergé par un bassin marginal dont la profondeur ne dépasse pas 4 000 m (par exemple la mer de Béring). La distribution de ces reliefs, leur origine et leur profondeur sous la surface des océans ne doivent rien au hasard, mais relèvent de la géodynamique interne de la planète. La découverte de l'expansion des fonds océaniques et les preuves de la dérive des continents ont permis d'élaborer la théorie de la tectonique des plaques, qui rend compte de l'ensemble des formes de relief observées à la surface de la Terre. La différence de relief et de profondeur entre les dorsales et les bassins océaniques provient de causes thermiques ; les dorsales, lieu de formation de la croûte océanique, sont dilatées par la chaleur du manteau, ce qui explique leur altitude relative. Loin de l'axe des dorsales, la croûte, froide, se contracte, s'alourdit et s'enfonce pour donner naissance aux bassins, d'autant plus profonds que la croûte est vieille. Quant aux fosses, arcs insulaires et mers marginales, ils sont associés aux zones de subduction au niveau desquelles les plaques s'enfoncent dans le manteau. Les marges passives correspondent aux bords des anciens rifts à l'origine des océans. Le plancher océanique reçoit une pluie de débris terrigènes et organiques qui, petit à petit, s'accumulent pour constituer les sédiments. Leur épaisseur infime au droit des dorsales s'accroît jusqu'à 3 000 ou 4 000 m au droit des pentes continentales et des fosses où la croûte océanique, plus ancienne, a été exposée pendant plus longtemps à l'accumulation des dépôts. 4 EAU DE MER 4.1 Composition chimique L'océan contient près de 97 p. 100 de toute l'eau présente à la surface de la Terre et dans l'atmosphère. L'eau y existe essentiellement à l'état liquide (elle est salée) et à l'état solide (avec la banquise). Elle contient des gaz dissous, dont l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone, indispensables à la vie dans l'océan. En outre, l'eau de mer est une solution complexe qui contient probablement tous les éléments connus ; ces éléments sont généralement présents en très faible quantité, moins d'une partie par million. Les composants principaux de 1 kg d'eau de mer sont : 965 g d'eau, 19,353 g de chlore, 10,760 g de sodium, 2,712 g de sulfate et 1,294 g de magnésium, ainsi que du calcium, du potassium, des bicarbonates, du brome, du strontium, du bore et du fluor, tous à l'état de traces. Pratiquement tous ces composants se retrouvent dans les mêmes proportions, quelle que soit la teneur totale des sels dissous et quel que soit le lieu de prélèvement dans les océans. Il suffit de doser la teneur en chlore ou en sodium pour connaître la salinité de l'océan. La salinité est mesurée en grammes par litre (g/l) ou en kilogrammes par mètre cube d'eau (kg/m3) ou exprimée en millièmes. Sa valeur moyenne dans l'océan est de 34,7 g/l. En surface, sa répartition est zonale : elle est maximale, de 36 à 37 p. 1 000, à la latitude des cercles des tropiques de chaque hémisphère ; elle est comprise entre 34 et 35 p. 1 000 vers 5° de latitude nord ; aux hautes latitudes boréale et australe, elle est de 31 à 33 p. 1 000. Cette répartition est liée à la différence entre l'évaporation et les précipitations. La salinité équatoriale basse est liée aux chutes de pluies abondantes ; les maxima subtropicaux sont la conséquence de faibles précipitations et de l'évaporation, dues aux anticyclones permanents à ces latitudes. Les apports d'eau douce continentale (fleuves et fonte des glaciers) expliquent la baisse de la salinité aux latitudes élevées. Entre 0 et 2 000 m de profondeur, la salinité varie et, selon les cas, croît ou décroît par rapport à la salinité de surface pour se stabiliser vers 34,7 p. 1 000 au-delà de 2 000 m. 4.2 Propriétés physiques L'eau de mer a une grande capacité d'absorption des radiations électromagnétiques et en particulier des rayons solaires. La chaleur et la lumière peuvent pénétrer jusqu'à 100 m de profondeur, puis se propager en s'atténuant. Elles permettent un foisonnement de la vie dans cette couche superficielle, où elles servent à la photosynthèse, par laquelle des organismes biologiques comme les algues et certains éléments du plancton produisent de la matière organique à partir du carbone minéral. Au-delà de 100 m de profondeur, l'éclairement fait défaut et l'océan est plongé dans les ténèbres. Même si le processus est lent, l'océan, échauffé sur plusieurs dizaines de mètres, constitue un réservoir de chaleur. Sa température moyenne, en surface, est de 17,5 °C, soit 3 °C de plus que la température moyenne de la surface des continents. Les températures les plus élevées s'observent au droit de l'équateur thermique (équateur météorologique), entre 27 et 28 °C ; elles décroissent de part et d'autre en direction des pôles, mais il existe des anomalies liées aux courants marins. Autour de l'Antarctique et au centre de l'océan Glacial Arctique, les eaux de surface ont une température inférieure à - 1 °C toute l'année, dès le 75 e parallèle ; la mer y est gelée en permanence ; la banquise (ou pack) s'étend encore plus en hiver mais on observe actuellement sa fonte et une diminution de son extension que l'on attribue au changement climatique planétaire ; par exemple, la banquise saisonnière couvre normalement l'océan Antarctique jusqu'à 60° de latitude sud. Dans les profondeurs océaniques, les températures diminuent rapidement (sauf dans les hautes latitudes où elles sont très basses en surface) jusque vers 1 500 à 2 000 m de profondeur. Audelà, la diminution est graduelle et tend à devenir uniforme autour de 0 à 3 °C dans les grands fonds. La densité de l'eau de mer dépend de la température, de la salinité et de la pression ; elle décroît quand la température s'élève, mais augmente avec la salinité et la pression. Les eaux froides comme les eaux salées sont denses et, de ce fait, tendent à glisser sous les eaux chaudes ou peu salées, qui demeurent en surface. Ce phénomène permet de comprendre le mouvement des eaux marines. À la surface des océans, la densité croît de l'équateur jusqu'aux cercles polaires pour décroître ensuite du fait de la baisse de la salinité. En profondeur, l'augmentation de la pression s'ajoute aux effets de la température et de la salinité : la densité croît rapidement. On observe une véritable stratification verticale des eaux marines. Les eaux superficielles, de 0 à 200 ou 300 m de profondeur, sont influencées par les différents climats ; elles se subdivisent en masses d'eaux équatoriales, tropicales, subtropicales, subpolaires et polaires, séparées par des fronts hydrologiques analogues aux fronts qui séparent les masses d'air. Entre 300 et 1 000 à 1 200 m de profondeur, les eaux intermédiaires présentent des caractères mixtes et variables, car elles proviennent d'un mélange entre les eaux de surface et les eaux profondes. Celles-ci occupent une tranche importante allant de 1 000-1 200 à 4 000 m, et elles résultent de la plongée d'eau superficielle, dans les régions de forte agitation de l'océan (par exemple aux latitudes tempérées froides) ; ces eaux conservent leurs propriétés d'origine, de sorte que l'on peut identifier, par exemple, l'eau de l'Atlantique Nord qui s'est déplacée jusque dans l'océan Indien ou le Pacifique austral. Les eaux de fond, aux températures voisines de 0 °C, correspondent aux eaux très froides des mers de Weddell et de Ross dans l'Antarctique, ou des mers du Labrador et du Groenland dans les hautes latitudes boréales. Elles tombent en cascade vers les abysses. Les eaux d'origine australe se propagent fort loin et se retrouvent par 40 ° nord dans l'Atlantique, 30 ° nord dans le Pacifique et dans tout l'océan Indien. La transmission élevée des ondes sonores dans l'océan, avec une perte relativement faible, est une autre propriété physique de l'eau marine : une forte détonation à Perth, dans l'ouest de l'Australie, peut être ressentie dans l'Atlantique Nord, à la hauteur des îles des Bermudes. Les animaux marins utilisent manifestement le son pour communiquer sous l'eau, et c'est également grâce à cette propriété que les hommes ont pu étudier et prospecter les ressources de l'océan ; les profondeurs sont mesurées par l'écho et calculées en fonction de la durée d'un aller-retour d'une pulsation sonore. Le sonar fonctionne de la même manière, mais son faisceau repère et identifie aussi bien les bancs de poissons que la forme et la texture du fond marin. 5 INTERRELATIONS ENTRE LES OCÉANS ET L'ATMOSPHÈRE L'air et l'eau sont deux fluides qui entrent en contact à l'interface océan-atmosphère sur une énorme superficie et qui réagissent au contact l'un de l'autre. Les océans, échauffés par les radiations solaires, restituent lentement à l'atmosphère, par conduction et surtout par évaporation, la chaleur qu'ils ont emmagasinée ; ils alimentent ainsi l'atmosphère en vapeur d'eau et contribuent à échauffer l'air, processus qui déclenche ou accroît l'instabilité de celui-ci et en fait varier la pression. Les mouvements de l'air (les vents) se transmettent à leur tour à l'eau océanique, dont la surface est affectée par la houle, les vagues et les courants. À l'exception de la marée, tous ces mouvements dépendent de l'agitation de l'air. Les déplacements d'eau les plus importants forment de grands courants qui circulent tels d'énormes fleuves à la surface des océans, entraînant des millions de mètres cubes à la seconde. Des circuits, qui vont dans le sens des aiguilles d'une montre, s'organisent ; ils sont le décalque des flux atmosphériques. Les eaux chaudes des latitudes intertropicales, poussées vers l'ouest par les alizés, sont à l'origine des courants équatoriaux nord et sud qui, après être déviés par la force de Coriolis, se prolongent en courants chauds subméridiens (Gulf Stream, kuroshio) ; le relais est pris par les grands flux d'ouest des latitudes tempérées, les westerlies, qui entraînent ces courants chauds d'ouest en est à travers les océans. La dérive nord-atlantique en est un bon exemple. Ces courants dits d'impulsion sont effectivement dirigés par le vent, mais ils coïncident aussi avec des courants de densité. Les courants d'eaux chaudes, moins denses, glissent vers les moyennes latitudes, où ces eaux se superposent aux eaux froides des hautes latitudes, qui plongent vers les profondeurs, alors que les courants froids de surface (Labrador et Oyashio), issus des milieux polaires, ont des parcours moins longs que les courants chauds. Il existe d'autres courants froids (ceux des Canaries, de Californie, de Humboldt ou du Pérou) qui sont des anomalies, car ils se situent aux latitudes intertropicales en bordure orientale des océans, près des côtes. Ils sont dus aux alizés qui, en soufflant vers le large et en y entraînant les eaux superficielles, provoquent une remontée des eaux sous-jacentes le long des côtes. Ce phénomène porte le nom d'upwelling ; il affecte une tranche d'eau de 500 m environ ; l'affleurement de ces eaux plus fraîches avec les eaux superficielles cause la chute des températures de surface. L'upwelling étant associé à des vents permanents, il produit et entretient des courants de surface froids. Ceux-ci expliquent les déserts littoraux voisins (par exemple le désert du Namib, en Namibie), qui contrastent avec le foisonnement de vie dans les eaux fraîches, riches en sels nutritifs. Les zones d'upwelling abondent en poissons et constituent des lieux de pêche très fertiles, tout comme le sont les secteurs de convergence de courants chauds et froids ; les Grands Bancs de Terre-Neuve, proches de la rencontre entre les courants du Labrador et du Gulf Stream, en sont un bon exemple. Une autre anomalie de courants affecte l'océan Indien ; alors que dans les autres océans les courants ont une direction identique toute l'année, là, ils s'inversent selon la saison sous l'influence de la mousson. Quels qu'ils soient, tous ces courants exercent une grande influence sur la mosaïque des climats de la Terre. Ils contribuent de la même manière que les flux de l'atmosphère à transférer l'excès de chaleur des basses latitudes vers les latitudes moyennes, les courants froids évacuant le surplus de frigories. Ils rendent compte d'une double dissymétrie, thermique et pluviométrique : aux latitudes tempérées, les façades occidentales des continents connaissent des climats plus chauds et plus humides que les façades orientales ; aux latitudes tropicales, ce sont les façades orientales des continents qui sont plus chaudes et beaucoup plus arrosées que les façades occidentales. Quant aux courants profonds, ils circulent du fait des différences de densité. Ils contribuent à remplir les bassins océaniques profonds. Ces mécanismes ne sont pas parfaitement compris, et il semblerait que les circulations de surface et la densité interagissent. Des modèles, reproduits par informatique, de l'océan et du couple atmosphère-océan sont utilisés afin d'étudier les mouvements qui entrent en jeu. Une meilleure compréhension du climat permettra de faire des prévisions météorologiques plus précises et de connaître l'échelle et l'intensité d'un éventuel réchauffement mondial. Le grand programme international World Ocean Circulation Experiment -- WOCE, « Expérience sur la circulation océanique mondiale « -- progresse et devrait permettre une connaissance plus approfondie de la structure et de la circulation des océans. On met en place un programme « Système d'observation météorologique mondial «, qui comprendra un volet océanique, le « Système d'observation océanique mondial « (SOOM), conçu pour fournir de façon régulière des observations océaniques pendant des décennies afin de déceler les variations de la circulation océanique. 6 UTILISATIONS DES OCÉANS L'océan fascine les hommes qui s'y aventurent à la recherche d'exploits sportifs, de ressources alimentaires ou minérales ou qui l'utilisent pour transporter des marchandises. Les utilisations les plus anciennes des océans sont la navigation, favorisée par la haute densité de l'eau qui, combinée à un faible indice de viscosité, facilite la propulsion des navires, et la pêche (voir pêche [industrie]), qui tire profit du renouvellement rapide de la biomasse. L'exploitation de ceux-ci s'effectue surtout sur les plateaux continentaux, qui se révèlent être les plus poissonneux, contenir des gisements de pétrole (exploitation offshore) et où l'on peut sans trop de difficultés draguer les fonds. Certains produits chimiques, comme le brome, sont extraits de l'eau de mer. Les algues et les dérivés de la faune marine connaissent un intérêt croissant, car ils sont utilisés dans diverses industries, notamment agroalimentaire et pharmaceutique. Malgré les convoitises suscitées par les richesses minérales, qui gisent sur les fonds abyssaux ou dans les sédiments profonds, peu de progrès ont été faits quant à la collecte des nodules de manganèse (dans l'océan Pacifique) ou la récupération des métaux (au fond de la mer Rouge par exemple). Les grandes profondeurs, plongées dans l'obscurité, sont auscultées avec des moyens de plus en plus performants (voir océanographie) et sont habitées par des sous-marins nucléaires, qui y trouvent un milieu propice à la dissimulation. Les grandes routes maritimes sont parcourues par des convois de navires de commerce spécialisés, des minéraliers, des porte-conteneurs, des méthaniers et des pétroliers géants. L'océan n'est cependant pas inépuisable. La surexploitation des ressources vivantes par des chalutiers qui ramènent dans leurs filets des quantités de poissons de plus en plus élevées est inquiétante. La navigation et les risques d'accidents qui en découlent comme la marée noire, les forages pétroliers et tous les rejets en mer (déchets radioactifs, résidus industriels chimiques et métalliques, effluents urbains) finissent par transformer l'océan en un gigantesque égout. Non seulement la pollution porte atteinte aux écosystèmes marins, mais elle risque à la longue de modifier les propriétés de la surface de l'océan, qui ne pourra plus assurer son rôle de régulateur thermique de la planète. L'océan pourra-t-il indéfiniment absorber les excès de dioxyde de carbone rejeté par la combustion des énergies fossiles ? Pour répondre à cette question et à bien d'autres encore, des recherches complexes sont en cours dans les organismes océanographiques. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.