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Le monde des courants océaniques

Vagues et rochers

Vagues et rochers (ai_yoshi, iStockphoto)

Vagues et rochers

Vagues et rochers (ai_yoshi, iStockphoto)

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Découvre les océans et les courants océaniques ainsi que l’impact que les changements climatiques ont sur eux.

Les gens disent souvent que notre planète est une planète « bleue ». C’est probablement parce que les océans recouvrent 71 pour cent de la surface de la Terre et contiennent 97 pour cent de l’eau de la planète. C’est dans les océans de la Terre que l’on retrouve les écosystèmes marins, comme les récifs de corail et les abysses. Ceux-ci font partie des plus grands écosystèmes aquatiques de la Terre. Ils sont également la demeure du plus gros animal de la planète, la baleine bleue.

Le savais-tu?

Le cœur de la baleine bleue a la taille d’une petite voiture!

Il peut sembler que l’on connaisse beaucoup de choses au sujet des océans, mais ce n’est vraiment pas le cas. Nous en savons plus sur la Lune que sur nos océans! Plus de 80 % de nos océans sont encore inexplorés. Plongeons donc en profondeur dans les caractéristiques de notre planète d’océans, des eaux qui bougent à la surface jusqu’aux profondeurs de l’océan.

L’océan mondial

Toute l’eau sur la Terre fait partie de l’hydrosphère. L’hydrosphère est la quantité totale d’eau sur une planète, sur et sous sa surface. Les océans sont une partie importante de l’hydrosphère.

Les océans de la Terre ont peut-être des noms différents, mais en fait, ils forment tous un seul océan. Les frontières n’existent que sur nos cartes! Nous utiliserons le terme « océan » pour faire référence à la masse d’eau saline de l’océan mondial. L’eau saline est de l’eau qui contient une grande quantité de sels dissous.

Attention aux fausses idées!

Les gens utilisent souvent le mot « mer » de façon interchangeable avec le mot « océan ». Le mot « mer » fait référence à une large masse d’eau saline partiellement ou complètement entourée par une zone terrestre.

Géographie 

Les océans couvrent une zone totale de 360 millions de kilomètres carrés (km2). Trente-six pays de la taille du Canada pourraient y entrer! Bien que l’océan soit géographiquement une seule masse d’eau, les gens parlent de cinq grandes zones océaniques. De la plus grande à la plus petite, il s’agit de :

  1. l’océan Pacifique
  2. l’océan Atlantique
  3. l’océan Indien
  4. l’océan Antarctique
  5. l’océan Arctique
Cinq zones océaniques
Cinq zones océaniques (Parlons sciences utilise une image par Pinpin [cc BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).
Image – Version texte

Une carte du monde en deux couleurs. Les masses terrestres sont de couleur rose pâle et l’eau est de couleur bleu pâle. Une ligne magenta foncée sépare les régions océaniques les unes des autres.

La zone bleue d’eau à l’ouest des Amériques du Nord et du Sud est étiquetée en tant qu’océan Pacifique. L’eau entre les Amériques du Nord et du Sud et l’Europe et l’Afrique est étiquetée en tant qu’océan Atlantique. L’eau entre l’Afrique et l’Australie est étiquetée en tant qu’océan Indien. L’eau dans la partie nord de la carte est étiquetée en tant qu’océan Arctique. L’eau dans la partie sud de la carte est étiquetée en tant qu’océan Antarctique.

Les océans ne sont pas distribués de façon égale sur la Terre. Les océans couvrent environ 80 pour cent des zones au sud de l’équateur, mais seulement 61 pour cent des zones au nord de l’équateur.

Le savais-tu?

L’étude de la physique, de la chimie, de la géologie et de la biologie des océans et des mers est appelée l’océanographie.

Chimie 

Les océans contiennent de l’eau de mer. L’eau de mer est de l’eau qui comprend une variété de solides et de gaz dissous. La quantité totale de matière dissoute est une mesure de la salinité de l’eau. Pour chaque kilogramme d’eau de mer, il y a environ 35 grammes de matières dissoutes.

Différentes parties de l’océan ont des niveaux de salinité différents. Les différences en salinité peuvent être causées par des différences en évaporation et en précipitations. Les niveaux de salinité plus élevés se trouvent plus près de l’équateur, là où il y a plus d’évaporation. Les niveaux de salinité plus faibles se trouvent plus près du pôle Nord et du pôle Sud, là où il y a moins d’évaporation.

Le savais-tu?

La mer Morte est en fait un lac salé. L’eau y contient 9,6 fois la quantité de sel retrouvée dans de l’eau océanique normale.

Courants océaniques

L’eau dans l’océan est continuellement en mouvement. À l’échelle mondiale, cette eau a une influence importante sur notre météo et notre climat. On utilise le mot « courant océanique » pour décrire le mouvement de cette eau. Les courants océaniques se produisent pour de nombreuses raisons.

Marées

La marée est une des causes des courants. Il s’agit de la montée et du retrait de l’eau océanique en raison de la force gravitationnelle du Soleil et de la Lune. Les marées suivent un cycle régulier et prédictible.

[Vidéo] Bay of Fundy Burntcoat Head Time Lapse (2011) par fundybay (1m 12s)

Vent

Une deuxième cause des courants est le vent. Les vents agissent sur l’eau à la surface de l’océan. Les vents peuvent influencer les courants à petite échelle, comme près de zones côtières, et à grande échelle, comme au large en haute mer.

Wind blowing ocean waters near shore
Vent soufflant des eaux océaniques près du rivage (Source : shaunl via iStockphoto).
Image – Version texte

Une photographie couleur d’un phare sur un rivage rocheux. De larges vagues viennent s’y briser. Le vent souffle aussi de l’eau au sommet des vagues vers le rivage.

Circulation thermohaline

La troisième cause des courants est appelée « circulation thermohaline ». Ce nom vient des mots « thermo », qui signifie chaleur, et « haline », qui signifie sel. Pour ce type de circulation, le mouvement de l’eau est causé par les différences en température et en salinité. Les courants causés par la circulation thermohaline bougent beaucoup plus lentement que les courants de marée ou de surface. Dans la prochaine section, nous allons explorer les courants océaniques de surface et les courants océaniques de profondeur.

[Vidéo] La circulation thermohaline (2020) par IPSL Institut Pierre-Simon Laplace (2m 55s)

Courants océaniques de surface

Les courants océaniques de surface sont causés par les vents qui soufflent à la surface de l’océan. Si la Terre n’effectuait pas de rotation, les vents feraient simplement circuler de l’air froid et dense près des pôles avec de l’air chaud et moins dense près de l’équateur. Dans ce cas, les courants océaniques de surface suivraient le même chemin. Toutefois, la Terre effectue une rotation, ce qui entraîne un phénomène appelé l’effet de Coriolis. Donc, au lieu de suivre un chemin droit entre les pôles et l’équateur, l’air en mouvement semble tourner vers la droite dans l’hémisphère Nord, là où se trouve l’Amérique du Nord. Et dans l’hémisphère Sud, les courants océaniques tournent vers la gauche. Les courants océaniques de surface dans les deux hémisphères se déplacent selon des trajets plutôt circulaires appelés gyres. Regarde la vidéo ci-dessous (en anglais) et porte une grande attention de 1:47 à 2:45 min. Ces grosses boucles ou gyres y sont expliqués. Pour accéder les sous-titres, cliquez sur paramètres puis sur sous-titres, enfin choisissez l'option français.

How do ocean currents work? - Jennifer Verduin (2019) par TedEd (4 min 34 s)
Les cinq principaux gyres océaniques
Les cinq principaux gyres océaniques (Parlons sciences utilise une image par Pinpin [cc BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons).
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Une carte du monde indiquant l’emplacement des gyres océaniques. Les courants chauds sont indiqués par des flèches rouges et les courants froids sont indiqués par des flèches bleues.

Le gyre de l’Atlantique Nord se trouve entre l’Amérique du Nord et l’Europe ainsi que l’Afrique du Nord. Les flèches indiquent que l’eau froide provient du nord, puis tourne vers l’ouest. Ensuite, l’eau se réchauffe et retourne vers le nord, en tournant cette fois vers l’est.

Le gyre du Pacifique Nord se trouve entre l’Amérique du Nord et l’Asie. Les flèches indiquent que l’eau froide provient du nord, puis tourne vers l’ouest. Ensuite, l’eau se réchauffe et retourne vers le nord, en tournant cette fois vers l’est.

Le gyre du Pacifique Sud se trouve entre l’Amérique du Sud et l’Australie. Les flèches indiquent que l’eau froide remonte du sud, puis tourne vers l’est. Ensuite, l’eau se réchauffe et retourne vers le sud, en tournant cette fois vers l’ouest.

Le gyre de l’Atlantique Sud se trouve entre l’Amérique du Sud et l’Afrique. Les flèches suivent un chemin semblable à celles du gyre du Pacifique Sud.

Le gyre de l’océan Indien se trouve entre l’Afrique et l’Asie du Sud et l’Australie. Les flèches suivent un chemin semblable à celles du gyre du Pacifique Sud.

Les océans reçoivent la grande partie de leur chaleur du soleil dans les zones près de l’équateur. Cette chaleur est distribuée par les courants océaniques. Quand les courants de surface se déplacent vers les pôles, ils transportent de l’eau salée chaude vers les régions polaires plus froides. Lorsque l’eau atteint les pôles, elle perd cette chaleur. Cette eau très froide devient plus dense, ce qui fait qu’elle coule plus en profondeur. Elle se connecte ainsi avec les courants océaniques de profondeur, que nous explorerons plus tard.

Les gyres océaniques en action – le courant du Golfe

Londres en Angleterre et Moosonee en Ontario sont toutes deux situées à la même latitude (51o N). Elles sont toutes deux situées près de larges masses d’eau. Alors, pourquoi fait-il plus chaud à Londres qu’à Moosonee? La réponse a à voir avec les eaux chaudes du courant du Golfe.

Le courant du Golfe s’étend du golfe du Mexique jusqu’à la côte est de l’Amérique du Nord, et jusqu’en Europe occidentale. Il est causé par le gyre de l’Atlantique Nord. Les premiers explorateurs ont découvert que quand ils naviguaient dans le courant du Golfe, leurs navires voyageaient beaucoup plus vite. C’est comme prendre une autoroute du Mexique à l’Espagne!

Courants océaniques de profondeur

Les courants océaniques de profondeur sont causés par la circulation thermohaline. Ce mouvement constant de haut en bas et de bas en haut est aussi appelé le tapis roulant océanique. Les courants océaniques de profondeur sont causés par des changements de densité de l’eau de mer. La densité de l’eau de mer peut changer selon la température et la salinité. Il y a des preuves qui démontrent que les changements climatiques affectent les courants océaniques de profondeur.

  • La hausse de la température des océans ralentit le tapis roulant. Sans l’important changement de température, le courant ne peut pas couler.
  • La fonte des glaciers d’eau douce et des calottes polaires ajoute plus d’eau douce à l’océan. Ceci a pour résultat de faire diminuer la densité de l’eau de mer. Si le courant de l’Atlantique Nord n’est pas assez lourd pour caler comme à l’habitude, le courant du Golfe ne pourra pas pomper de l’eau chaude.

Des changements aux courants océaniques de profondeur affectent déjà la situation météorologique des deux côtés de l’océan Atlantique.

Trajet du mouvement des courants océaniques
Trajet du mouvement des courants océaniques (Source : modifié à partir d’une image de Windows to the Universe [CC BY-NC-SA 3.0]).
Image – Version texte

Image d’une carte du monde d’allure topographique montrant l’emplacement des masses terrestres et de l’océan. Des nombres y sont superposés pour identifier sur la carte l’emplacement du processus décrit dans le texte ci-dessous.

  1. La circulation des courants océaniques de profondeur commence dans l’Atlantique Nord où l’eau salée dense et froide coule à de grandes profondeurs et se déplace vers le sud.
  2. Ensuite, elle entre dans l’Atlantique Sud.
  3. Ici, elle se mélange avec de l’eau froide et dense se déplaçant vers le nord à partir de la mer de Weddell, qui est une mer dans l’Antarctique.
  4. Cette eau froide et profonde passe ensuite dans l’océan Pacifique.
  5. Pendant que les courants océaniques de profondeur se déplacent dans l’océan Pacifique, l’eau se réchauffe lentement, devenant moins dense, et remontant vers la surface.
  6. Le courant moins profond et plus chaud se déplace vers le sud à travers l’océan Pacifique puis vers l’ouest, jusque dans l’Atlantique Sud.
  7. L’eau se déplace ensuite vers le nord dans l’Atlantique Nord où le cycle recommence de nouveau. 

Le savais-tu?

La circulation des courants de surface et de profondeur dans les océans est un important élément de contrôle du climat du monde.

La montée des océans

Non seulement le réchauffement climatique peut entraîner des changements dans les courants océaniques de profondeur, il peut aussi mener à une hausse du niveau de la mer. Les zones côtières risquent d’être inondées et de disparaître à cause de la montée des eaux de la mer. Quand les terres côtières ne seront plus en dehors de l’eau, les gens seront forcés de déménager à l’intérieur des terres. Cela affecte l’espace de vie des humains, la biodiversité côtière et l’équilibre écologique.

Vagues et érosion

Les vagues ont un impact puissant sur les côtes. C’est pour cela que l’érosion côtière est un phénomène très courant à travers le monde. Environ 70 % des côtes sablonneuses du monde subissent une certaine forme d’érosion. Ce processus est empiré par les changements climatiques et la hausse du niveau de la mer.

Le réchauffement des océans a fait que les tempêtes sont plus fréquentes et plus intenses. Cela signifie que des vagues plus fortes viennent percuter et briser les rivages. Par exemple, au Canada, une banquette côtière qui protège normalement les rivages contre l’érosion a commencé à fondre avec la hausse des températures. En fait, certains glaciers dans l’Arctique canadien reculent, exposant ainsi des terres qui avaient été recouvertes de glace pendant plus de 40 000 ans!

Edge of the glacier in Fitzroy Fjord, Devon Island, Nunavut
Bord du glacier dans le fjord Fitzroy, île Devon, Nunavut (Source : RUBEN RAMOS via iStockphoto).
Image – Version texte

Photographie couleur du pied d’un glacier sur l’île Devon au Nunavut, Canada, lors d’une journée partiellement ennuagée. En premier plan, il y a les eaux bleu clair du fjord. Au milieu de la photo se trouve le bord du glacier. Il est plat, mais sa surface est escarpée. Il se termine au bord de l’eau. Des collines de pierres arides et lisses sont visibles de chaque côté du glacier.

Le savais-tu?

70 % des côtes canadiennes sont dans l’Arctique canadien.

Les humains tout comme les autres êtres vivants sont affectés chaque jour par les courants océaniques. Tu peux en lire davantage à propos d’autres sujets liés aux océans, comme les zones océaniques, les vagues, marées et tsunamis, et le réchauffement des océans.

En savoir plus

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Comment se forment les courants marins ? - Science En Direct
Cette vidéo Youtube (11m 10s) par L'Esprit Sorcier Officiel explique comment se forment les courants marins.

Références

Claiborne, R. (August 25, 2017) Melting Icebergs Alter the Oceans. Retrieved from https://www.nytimes.com/2017/08/25/science/melting-icebergs-alter-the-oceans.html

Kneller, S. (2020, May 24). Coastal Zones, Home to Forty Percent of World's Population. The Explanation. Retrieved from https://medium.com/the-explanation/coastal-zones-home-to-forty-percent-of-world-population-dbbced0fee62

National Geographic Society (2019). The Global Conveyor Belt. National Geographic. Retrieved from https://www.nationalgeographic.org/media/global-conveyor-belt/

Pendelton, S.L., G.H. Miller, N. Lifton, S.J. Lehman, J. Southon, S.E. Crump and R.S. Anderson (2019). Rapidly receding Arctic Canada glaciers revealing landscapes continuously ice-covered for more than 40,000 years. Nature Communications 10 (445). https://doi.org/10.1038/s41467-019-08307-w

Yincan, Y. et al (2017). Coastal Erosion. Marine Geo-Hazards in China (Yincan, Y. et al ed.): 269-296.