EAUX OCÉANIQUES: CARACTÉRISTIQUES, COMPOSITION, TYPES, EXEMPLES - ENVIRONNEMENT - 2024

Les eaux océaniques sont celles contenues dans les océans et représentent 96,5% de l'eau totale de la planète. Ils sont délimités dans 5 océans que sont l'Atlantique, le Pacifique, l'Inde, l'Arctique et l'Antarctique.

La principale caractéristique des eaux océaniques est sa teneur en sel, sa couleur bleue marquée, sa capacité thermique élevée et le système de courants. De plus, ils constituent la principale source d'oxygène terrestre, sont un important puits de carbone, régulent le climat mondial et contiennent une grande diversité biologique.

Les eaux océaniques. Source: PDphoto

Les types d'eaux océaniques sont diversifiés, selon la façon dont ils sont classés, soit par des différences de température, de salinité, de lumière, de localisation géographique ou de zones de profondeur. Dans la dimension verticale, les eaux océaniques forment des couches dont la température, la luminosité, la salinité et la biodiversité diffèrent.

Bien que les eaux océaniques semblent uniformes à première vue, la réalité est qu'elles forment un système très variable. Les processus naturels et l'intervention humaine font que les eaux océaniques sont très différentes d'une région à l'autre.

Caractéristiques des eaux océaniques

Salinité

Les eaux océaniques sont riches en sels (30 à 50 grammes par litre), selon l'océan, la latitude et la profondeur. Dans les zones côtières à l'embouchure de grands fleuves, la salinité est plus faible et elle diminue également avec les précipitations tandis qu'elle augmente avec l'évaporation.

Couleur

Les eaux océaniques sont visibles en bleu, bien que dans certaines mers elles puissent acquérir des tons verdâtres ou bruns. La couleur est due au fait que l'eau est capable d'absorber un large spectre de rayonnement solaire, le bleu étant la lumière la moins absorbante.

Les tons verdâtres sont dus à la présence de microalgues vertes et les châtaignes sont causées par de grandes quantités de sédiments en suspension. Les eaux rouges sont dues à la prolifération de microalgues toxiques (proliférations d'algues nocives).

Température

L'eau océanique est capable d'absorber une grande quantité de chaleur, c'est-à-dire qu'elle a une capacité thermique élevée. Cependant, l'émission de chaleur se fait lentement et donc la masse d'eau océanique joue un rôle important dans la régulation de la température terrestre.

D'autre part, la température de l'eau de l'océan varie avec la latitude et la profondeur et est affectée par les vents. Dans l'Arctique, la température de l'eau varie de 10 ° C en été à -50 ° C en hiver, avec une calotte glaciaire flottante.

Dans le cas de l'océan Pacifique à la hauteur de l'équateur, les températures peuvent atteindre 29 ºC.

Taches de chaleur

Ce sont de vastes étendues d'eaux océaniques avec des températures de 4 à 6 ºC au-dessus de la moyenne et pouvant atteindre jusqu'à 1 million de km². Ils sont causés par des zones de haute pression causées par des vents décroissants qui chauffent la couche superficielle de l'eau et peuvent atteindre jusqu'à 50 m sous la surface.

Ce phénomène s'est produit à plusieurs reprises près de l'Australie, à l'est de sa côte Pacifique. De même, il s'est produit dans les eaux océaniques du Pacifique entre la Californie et l'Alaska et sur la côte ouest de l'Amérique du Nord.

Densité

En raison de la teneur élevée en sels dissous, la densité des eaux océaniques dépasse la densité de l'eau pure de 2,7%. Cela permet à un objet de flotter plus facilement dans l'océan par rapport à une rivière ou un lac d'eau douce.

Oxygénation

Les eaux océaniques produisent environ 50% de l'oxygène de la Terre, mais certaines études indiquent qu'elles ont perdu environ 2% d'oxygène dissous au cours des 50 dernières années. L'augmentation de la température mondiale moyenne augmente le réchauffement des eaux océaniques et diminue l'oxygène dissous qui entre dans les eaux profondes plus froides.

Mouvement

Les eaux océaniques sont en mouvement constant aussi bien horizontalement que verticalement, tant à sa surface que dans les profondeurs. Cette circulation des eaux océaniques au niveau planétaire est un facteur important de régulation climatique.

Circulation horizontale de surface

Les courants de surface sont causés par les vents, le frottement entre les couches d'eau et par l'inertie du mouvement de rotation de la Terre. Il existe des courants chauds qui s'écoulent vers les zones polaires et des courants froids qui s'écoulent des pôles vers la zone équatoriale.

Gulf Stream. Source: Utilisateur Sommerstoffel sur de.wikipedia

Ces courants forment les gyres océaniques ou courants tournants, les principaux étant ceux qui se produisent autour de l'équateur terrestre. Une autre expression du mouvement horizontal des eaux océaniques sont les vagues générées par la poussée du vent vers les côtes.

Dans la mesure où les vents sont de plus grande ampleur, les vagues peuvent atteindre des hauteurs considérables. Les événements sismiques ou volcaniques sous-marins peuvent provoquer des vagues exceptionnelles d'une grande puissance dévastatrice, appelées tsunamis.

Circulation horizontale profonde

Les courants marins qui se produisent dans les zones profondes sont causés par des différences de densité et de température entre les masses d'eau océanique.

Circulation verticale

Les mouvements d'ascension et de descente des eaux océaniques sont produits par l'effet de la gravité terrestre, solaire et lunaire, générant les marées. Ainsi que les différences de température, de densité et de confluence des courants, comme dans les descentes et les affleurements.

Les remontées ou affleurements sont des mouvements de masses d'eau océanique profonde vers la surface. Celles-ci se produisent en raison des différences de mouvement et de température des masses d'eau de surface et de fond, associées à l'effet du relief marin.

Ces affleurements sont d'une grande importance biologique et économique car ils apportent à la surface les nutriments présents dans les couches profondes des eaux océaniques. Cela génère des surfaces de haute productivité marine.

Composition

Les eaux océaniques sont une solution complexe de presque tous les éléments connus sur Terre, à la fois organiques et inorganiques.

- Composés inorganiques

Le composant inorganique le plus abondant dans les eaux océaniques est le sel ordinaire ou le chlorure de sodium, représentant 70% du total des solutés dissous. Cependant, pratiquement tous les éléments minéraux connus se trouvent dans les eaux océaniques, seulement en très petites quantités.

Principaux sels

Ce sont les ions chlore (Cl-), sodium (Na +) et dans une moindre mesure sulfate (SO₄²-) et magnésium (Mg2 +). Les nitrates et les phosphates se trouvent dans les eaux profondes qui précipitent à partir de la couche superficielle d'où ils proviennent de l'activité biologique.

- Materielle organique

Les eaux océaniques contiennent de grandes quantités de matière organique à la fois en suspension et déposées sur le fond de l'océan. Cette matière organique provient principalement des organismes marins, mais aussi des organismes terrestres qui sont entraînés dans les océans à partir des rivières.

- Des gaz

Les eaux océaniques interviennent dans le développement du cycle de l'oxygène ainsi que dans le cycle du carbone, elles y ont un rôle important.

Cycle d'oxygène

La plus grande production d'oxygène par le processus de photosynthèse se produit dans les eaux océaniques grâce à l'activité du phytoplancton. La majeure partie de l'oxygène océanique se trouve dans la couche supérieure (0-200 m), en raison de l'activité photosynthétique et des échanges avec l'atmosphère.

Cycle du carbone

Diversité du phytoplancton. Tiré et édité de: Prof. Gordon T. Taylor, Université de Stony Brook, via Wikimedia Commons.

Le phytoplancton des eaux océaniques fixe le carbone organique à un taux annuel de 46 gigatonnes et la respiration des organismes marins libère du CO2.

- Polluants anthropiques

Les eaux océaniques contiennent également une grande quantité de polluants introduits par l'activité humaine. Les principaux polluants sont les plastiques qui ont formé de grandes îles de plastique océanique.

Types d'eaux océaniques

Les eaux océaniques peuvent être classées selon divers critères, soit selon les océans, la température, la salinité ou la superficie qu’elle occupe.

- Par les océans

Océans du monde

5 océans sont reconnus sur la planète (Arctique, Atlantique, Antarctique, Indien et Pacifique) et dans chacun d'eux les eaux océaniques ont des caractéristiques particulières.

océan Arctique

Les eaux de cet océan ont la température et la profondeur les plus basses de la planète, avec une profondeur moyenne de 1 205 m. De même, ce sont ceux qui ont la salinité la plus faible, car l'évaporation est faible, il y a des apports constants d'eau douce et dans sa partie centrale il y a des calottes glaciaires.

Océan Atlantique

Il présente les eaux océaniques les plus riches en sels avec 12 gr / L en moyenne et est la deuxième plus grande extension des eaux océaniques. Il a une profondeur moyenne de 3 646 m et atteint sa profondeur maximale dans la tranchée de Porto Rico à 8 605 m.

Océan Antarctique

La définition de ces eaux océaniques comme un océan est encore controversée, mais c'est la deuxième plus petite masse d'eau océanique. Comme l'océan Arctique, il a des températures basses et une faible salinité.

Sa profondeur moyenne est de 3 270 m et le maximum est atteint dans la tranchée des îles Sandwich du Sud à 7 235 m.

océan Indien

Il contient le troisième plus grand volume d'eaux océaniques après le Pacifique et l'Atlantique. Il a une profondeur moyenne de 3 741 m et le maximum dans la fosse de Java avec 7 258 m.

Océan Pacifique

Cet océan est la plus grande extension des eaux océaniques de la planète et celle avec la plus grande profondeur moyenne à 4 280 m. Le point le plus profond du globe se trouve dans cet océan, dans la fosse Las Marianas à 10 924 m.

- Par zones géographiques

Il existe des différences importantes entre les eaux océaniques dans leur distribution horizontale et verticale, à la fois en température, en rayonnement solaire, en quantité de nutriments et en vie marine. La lumière du soleil ne pénètre pas à plus de 200 m de profondeur et détermine la densité de la vie marine ainsi que les gradients de température.

Océans et mers

Les océans sont de grandes étendues d'eaux océaniques séparées les unes des autres par des configurations continentales et des courants océaniques. Pour leur part, les mers en font partie, étant de plus petites extensions situées près du plateau continental.

Les mers sont délimitées par certaines formes géographiques telles que des chaînes d'îles ou des péninsules et sont moins profondes que les océans.

Golfes, baies, criques

Ce sont des pénétrations de la mer dans les terres, elles sont donc moins profondes et reçoivent une influence continentale. Parmi ceux-ci, la crique est celle avec la connexion la plus étroite avec la mer ouverte.

Estuaires et deltas

Dans les deux cas, il s'agit de zones où de grandes rivières se jettent dans la mer ou directement dans l'océan. Dans les deux cas, les eaux océaniques sont profondément influencées par les eaux fluviales, ce qui réduit la salinité et augmente les sédiments et les nutriments.

Albufera

Ce sont des accumulations d'eau océanique sur la côte formant un lagon séparé de la mer par une barrière de sable dans presque toute son extension. Dans ces caractéristiques géographiques, l'eau océanique atteint une faible profondeur, l'absorption du rayonnement solaire est maximale et donc la température augmente.

- Par température

Il y a des eaux océaniques chaudes et des eaux océaniques froides, qui à leur tour sont corrélées à la teneur en éléments nutritifs. Ainsi, les eaux chaudes de l'océan contiennent moins de nutriments que les eaux froides.

- Par salinité

Salinité des océans; les zones lilas / violettes sont les moins salées et les zones rouges sont les plus salées. Source: commons.wikimedia.org

Dans les océans du monde, il existe un gradient de salinité et ceux de l'Atlantique dans la mer Baltique ont une salinité plus faible que ceux de la zone équatoriale. De même, les eaux océaniques du Pacifique ont une concentration en sels plus élevée que celles de l'Arctique, mais moins que celles de l'Atlantique.

Précipitations, soulagement et salinité

Les eaux de l'océan Pacifique sont moins salines que les eaux de l'Atlantique en raison du régime des précipitations déterminé par le relief. Les Andes en Amérique du Sud et les Rocheuses en Amérique du Nord bloquent les vents chargés d'humidité du Pacifique.

Pour cette raison, la vapeur d'eau provenant des eaux océaniques du Pacifique se précipite dans l'océan lui-même. Mais dans le cas de l'Atlantique, la vapeur d'eau générée au-dessus de la mer des Caraïbes dépasse l'Amérique centrale et se précipite dans l'océan Pacifique.

Tout cela détermine une plus grande dissolution de la concentration de sels dans les eaux de l'océan Pacifique par rapport à celles de l'Atlantique.

- Par la lumière

En fonction de la profondeur, les eaux océaniques sont plus ou moins exposées à la pénétration du spectre visible du rayonnement solaire. Sur cette base, nous parlons de la zone euphotique et de la zone aphotique pour les profondeurs où la lumière du soleil n'atteint pas.

Zone euphotique

La masse d'eau océanique que la lumière du soleil atteint se situe entre la surface et 80 à 200 m de profondeur et dépend du degré de turbidité de l'eau. Dans cette zone, il existe des organismes photosynthétiques, du phytoplancton et des macroalgues qui définissent les chaînes alimentaires.

Zone aphotique

La zone aphotique s'étend de 80 à 200 m jusqu'aux profondeurs abyssales, la photosynthèse n'est pas réalisée et les êtres vivants qui l'habitent vivent sur les débris qui tombent de la zone supérieure.

De même, il existe des chaînes alimentaires qui partent de la chimiosynthèse de producteurs primaires tels que les archées. Ceux-ci produisent de l'énergie en traitant les éléments chimiques des évents hydrothermaux sur le fond marin.

- Zonage vertical

Les eaux océaniques peuvent être classées en fonction de leur distribution verticale dans la masse d'eau, ce qui affecte leurs caractéristiques physico-chimiques. En ce sens, on parle de la zone littorale qui va de la côte à l'endroit où le rayonnement solaire atteint environ 200 m de profondeur.

La zone profonde est située de 200 m aux tranchées marines, de 5 607 à 10 924 m. Les eaux océaniques dans chacune de ces zones varient en température, lumière du soleil, salinité, type et quantité de vie marine, entre autres facteurs.

Exemples d'eaux océaniques

Les eaux océaniques du récif de corail

Barrière de corail. Source: Moi, Kzrulzuall

Les récifs coralliens sont riches en diversité biologique, bien qu'ils soient des eaux chaudes et initialement pauvres en nutriments. Cela est dû au fait que les colonies de corail deviennent des attracteurs de vie qui forment un écosystème complexe.

Les colonies de corail se trouvent dans les eaux peu profondes, reçoivent suffisamment de lumière et constituent un refuge contre les courants, générant un réseau trophique complexe.

Les eaux océaniques des côtes chilienne et péruvienne

Ces côtes sont à l'ouest de l'Amérique du Sud, dans l'océan Pacifique, et sont l'un des points d'affleurement des eaux océaniques de la planète. Ces eaux océaniques sont froides et riches en nutriments provenant des couches profondes.

Cet affleurement forme le courant de Humboldt qui coule au sud vers l'équateur et est causé par divers facteurs. Il s'agit de l'effet inertiel de la rotation terrestre, de la force centrifuge équatoriale et du relief de la plate-forme marine.

Ces eaux océaniques permettent la concentration de grands bancs de poissons et autres organismes marins. Par conséquent, ce sont des centres de grande biodiversité et des zones de haute productivité de la pêche.

Les eaux océaniques de la zone morte du golfe du Mexique

Dans le golfe du Mexique, il y a ce qu'on appelle la Gulf Dead Zone, une superficie de 20 277 km², où la vie marine est considérablement réduite. Cela est dû au phénomène d'eutrophisation causé par l'incorporation dans les eaux océaniques de nitrates et de phosphates issus de produits agrochimiques.

Ces produits polluants proviennent de la vaste ceinture agricole nord-américaine et sont emportés dans l'océan par le fleuve Mississippi. L'excès de nitrates et de phosphates provoque une croissance inhabituelle d'algues qui consomment de l'oxygène dissous dans les eaux océaniques.

Les eaux océaniques des îles en plastique

Ilots en plastique. Source: North_Pacific_Gyre_World_Map.png: Travail dérivé de Fangz (discussion): Osado

Des eaux océaniques à fortes concentrations de plastique ont été découvertes dans les soi-disant gyres océaniques des océans Pacifique, Atlantique et Indien. Ce sont de petits morceaux de plastique, la plupart microscopiques, qui couvrent de vastes zones de l'océan.

Ce plastique provient principalement des zones continentales et a été partiellement dégradé lors de son déplacement dans l'océan. Les courants marins le concentrent au centre du système de rotation actuel qui compose ces gyres océaniques.

Ces concentrations de plastique affectent négativement la vie océanique et les propriétés physico-chimiques des eaux océaniques de la région.

Références

1. Asper, VL, Deuser, WG, Knauer, GA et Lohrenz, SE (1992). Couplage rapide des flux de particules en baisse entre les eaux de surface et les eaux profondes de l'océan. La nature.
2. Fowler, SW et Knauer, GA (1986). Rôle des grosses particules dans le transport des éléments et des composés organiques à travers la colonne d'eau océanique. Progrès en océanographie.
3. Kanhai, LDK, officier, R., Lyashevska, O., Thompson, RC et O'Connor, I. (2017). Abondance, distribution et composition des microplastiques le long d'un gradient latitudinal dans l'océan Atlantique. Bulletin sur la pollution marine.
4. Mantyla, AW et Reid, JL (1983). Caractéristiques abyssales des eaux de l'océan mondial. Recherche en haute mer, partie A. Documents de recherche océanographique.
5. Montgomery, RB (1958). Caractéristiques de l'eau de l'océan Atlantique et de l'océan mondial. Recherche en haute mer.
6. Perillo, GME (2015). Chapitre 8: Océanographie. In: Vallés, E. État et perspectives des sciences exactes, physiques et naturelles en Argentine. Académie nationale des sciences.
7. Rosell-Melé, A., Martínez-García, A. et Núñez-Gimeno, N. (2009). Le rôle du cycle océanique du carbone dans les changements atmosphériques du CO2. L'incidence de la pompe biologique dans le climat. Sécurité et environnement.