Mers et océans abritent une riche biodiversité et jouent un rôle essentiel dans le maintien de l’équilibre climatique. Leurs propriétés physico-chimiques comme la température, la salinité et la concentration en nutriments varient en fonction de la latitude et des saisons.
La salinité
La salinité est la quantité totale de sels dissous (Na+, Cl–, Mg2+, SO42-, Ca2+, K+…) contenus dans 1 litre d’eau de mer. La salinité moyenne de l’océan mondial est autour de 35 grammes de sels dissous dans un litre d’échantillon (angl. sample).
Les sels proviennent principalement des apports d’eau douce procurés par les fleuves, les rivières et les glaciers. Une moindre proportion provient des fumées émises dans les interstices des dorsales océaniques.
Exercice
Observez la cartographie mondiale de la salinité de surface.
1 – Quelle est la mer la plus salée ? Qu’est-ce qui pourrait expliquer que cette mer soit plus salée que les océans ?
2 – Le Pacifique Nord est très peu salé. Pourquoi ?
La température
La température des océans est comprise entre -1.9°C (température de congélation de l’eau de mer pour une salinité de 35 g/L) et 30°C (maximum des températures atteintes en surface).
La carte ci-dessous représente la température moyenne de surface de l’océan, à la fin de l’automne 2021. Observez et commentez la carte des températures. Comment se répartissent-elles par rapport à l’équateur ? Comment cela s’explique t-il ?
La température et la salinité ne se répartissent pas de façon homogène suivant la latitude ni suivant la verticale.
L’océan est donc un milieu stratifié.
Plus précisément, il possède trois couches principales :
- La couche de mélange
- La thermocline
- Les eaux profondes
La couche de mélange (angl. mixed layer) est constituée des eaux superficielles et s’étend en moyenne sur 100 mètres de profondeur. Elle est directement exposée aux rayons du Soleil. Ces rayons lumineux apportent de l’énergie qui est transformée en chaleur.
La couche de mélange tient son nom du fait qu’elle est continuellement brassée par les vents et courants de surface. Ce brassage tend à homogénéiser ses propriétés physico-chimiques (température, salinité) sur toute sa hauteur. Ces propriétés peuvent évoluer dans le temps. Par exemple, la température de la couche de mélange varie en fonction du niveau d’ensoleillement journalier et des saisons.
Les eaux profondes, quant à elles, voient leur température décroître régulièrement avec la profondeur (dès 600 mètres environ). Elles ne subissent pas du tout l’influence des vents de surface et reçoivent très peu de lumière. Entre la couche de mélange et les eaux profondes se situent une couche de transition que l’on appelle la thermocline (ou parfois la pycnocline). Cette zone est caractérisée par un baisse régulière de la température.
Exercice
Décrivez comment varie le profil vertical de température en fonction des saisons pour (a) les Tropiques, (b) les moyennes latitudes et (c) les régions polaires. Vous préciserez la profondeur de la thermocline pour chaque cas.
A votre avis, pourquoi est-ce que les profils verticaux de température des régions tropicales et polaires changent peu ? A l’inverse, pourquoi est-ce que le profil vertical de température des moyennes latitudes change beaucoup avec les saisons ?
