LES COURANTS MARINS: COMMENT ILS SONT PRODUITS, TYPES, CONSÉQUENCES, IMPORTANCE - ENVIRONNEMENT - 2024

Les courants sont des déplacements massifs des eaux de surface et des eaux profondes, causés par les vents, la rotation de la Terre, les différences de température et de salinité. Ils peuvent être peu profonds et profonds, les moins profonds apparaissant dans les premiers 200 à 400 m de profondeur. Pour sa part, les courants profonds à plus grande profondeur.

Les courants marins superficiels sont produits par la poussée de l'eau par les vents et les courants profonds dus aux différences de température et de salinité.

Principaux courants marins du monde. Source: Dr Michael Pidwirny (voir http://www.physicalgeography.net) / Domaine public

Les courants peu profonds et profonds se complètent pour former un grand tapis roulant océanique. Ainsi, les masses d'eau se déplacent dans des courants de surface qui vont de l'équateur au cercle polaire et reviennent dans des courants profonds.

Dans le cas des courants profonds, ils retournent à l'équateur et continuent vers l'Antarctique à travers tous les océans. En Antarctique, ils se dirigent vers l'est, traversant l'océan Indien et de là vers le Pacifique, où les courants chauds de surface se déplacent vers le nord et reviennent vers l'Atlantique.

Les systèmes de courants marins forment les soi-disant gyres océaniques, à travers lesquels l'eau circule dans les océans de la planète. Il y a 5 tourbillons principaux, deux dans l'océan Atlantique, deux dans le Pacifique et un dans l'océan Indien.

Parmi les courants les plus importants figurent le golfe du Mexique, Las Agujas, l'Australie orientale, Humboldt et les courants méditerranéens. Tous les courants océaniques remplissent des fonctions importantes dans le système planétaire en régulant le climat, en distribuant les nutriments et la biodiversité, ainsi qu'en facilitant la navigation.

Comment les courants océaniques sont-ils produits?

- Conditions générales de l'océan

Dans les océans, il y a un gradient de température de surface, où la température maximale est située dans la mer Rouge avec 36 ºC et le minimum dans la mer de Weddell (Antarctique) avec -2 ºC. De même, il existe un gradient de température vertical, avec des eaux chaudes dans les 400 premiers mètres et une zone très froide en dessous de 1 800 mètres.

Il existe également un gradient de salinité, avec des eaux plus salées dans les zones avec moins de précipitations comme l'Atlantique et moins salées où il pleut davantage (Pacifique). En revanche, il y a moins de salinité sur les côtes où coulent les rivières qui fournissent de l'eau douce par rapport au large.

À leur tour, la température et la salinité affectent la densité de l'eau; plus la température est élevée, plus la densité est faible et plus la salinité est élevée, plus la densité est élevée. Cependant, lorsque l'eau de mer gèle et forme de la glace, sa densité est supérieure à celle de l'eau liquide.

- Effet de Coriolis

La Terre tourne sur son axe vers l'est, provoquant une déviation apparente de tout objet qui se déplace sur sa surface. Par exemple, un projectile lancé de l'équateur vers un site en Alaska (nord) atterrira légèrement à droite de la cible.

Ce même phénomène affecte les vents et les courants océaniques et est connu sous le nom d'effet Coriolis.

- Développement des courants

Courants de surface

En raison du réchauffement différentiel de la Terre, il y a des températures chaudes près de l'équateur et froides aux pôles. Les masses d'air chaud s'élèvent en créant un vide, c'est-à-dire une zone de basse pression.

Ainsi, l'espace laissé par l'air chaud est rempli d'air provenant d'une région froide (zone de haute pression), qui s'y déplace sous l'action des vents. De plus, la Terre dans son mouvement de rotation provoque une force centrifuge à l'équateur, provoquant le déplacement de l'eau vers le nord et le sud dans cette zone.

De même, les eaux proches de l'équateur sont moins salées du fait qu'il y a plus de pluies qui fournissent de l'eau douce et diluent les sels. Alors que vers les pôles, il pleut moins et une grande partie de l'eau est gelée, donc la concentration de sels dans l'eau liquide est plus élevée.

En revanche, à l'équateur, les eaux sont plus chaudes en raison de l'incidence plus élevée du rayonnement solaire. Cela provoque l'expansion de l'eau dans cette zone et l'élévation de son niveau ou de sa hauteur.

Les courants de surface du gyre de l'Atlantique Nord

Lors de l'analyse de l'effet de ces facteurs dans l'Atlantique Nord, on observe qu'un grand système de circulation fermée des courants marins est généré. Cela commence par les vents qui viennent du nord-est (alizés) provoquant des courants marins superficiels.

Ces courants nord-est, lorsqu'ils atteignent l'équateur, se déplacent vers l'ouest en raison de la rotation, en partant de la côte ouest de l'Afrique. Puis, en atteignant l'Amérique, le courant équatorial rencontre des obstacles terrestres continus au nord.

Courant de l'Atlantique Nord. Source: Goddard Space Flight CenterTravail dérivé MagentaGreen (version SVG) / Domaine public

La présence des obstacles, plus la force centrifuge de l'équateur et la différence de température entre les eaux équatoriales et polaires, dirigent le courant vers le nord-est. Le courant augmente sa vitesse lorsqu'il circule dans les canaux étroits entre les îles des Caraïbes et le canal du Yucatan.

Puis, depuis le golfe du Mexique, il continue à travers le détroit de Floride, se renforçant en rejoignant le courant des Antilles. De là, il continue son cours vers le nord le long de la côte est de l'Amérique du Nord et plus tard vers le nord-est.

Courants profonds du gyre de l'Atlantique Nord

Lors de son voyage vers le nord, le Gulf Stream perd de la chaleur et l'eau s'évapore, devient plus salée et plus dense, coulant pour devenir un courant profond. Plus tard, en atteignant l'obstacle terrestre de l'Europe du Nord-Ouest, il se divise et une branche continue vers le nord, puis tourne à l'ouest, tandis que l'autre continue vers le sud et retourne à l'équateur.

Fermeture du gyre de l'Atlantique Nord

La branche des courants du Giro de l'Atlantique Nord qui entre en collision avec l'Europe occidentale se dirige vers le sud et forme le courant des Canaries. Dans ce processus, les courants de la mer Méditerranée dans une direction ouest sont incorporés, qui apportent une grande quantité de sels à l'océan Atlantique.

De même, les alizés poussent les eaux de la côte africaine vers l'ouest, complétant le virage nord-atlantique.

Gyre subpolaire de l'Atlantique Nord

Le cap actuel vers le nord forme le tourbillon subpolaire de l'Atlantique Nord, allant vers l'ouest rencontre l'Amérique du Nord. Ici se forme le courant froid et profond du Labrador, qui se dirige vers le sud.

Ce Labrador Ocean Stream passe sous le Gulf Stream dans la direction opposée. Le mouvement de ces courants est donné par les différences de température et de concentration saline (courants thermohaline).

Grande bande transporteuse océanique

L'ensemble des courants thermohaline forme le système de courants qui circule sous les courants de surface, formant la grande bande transporteuse océanique. C'est un système de courants froids et profonds qui va de l'Atlantique Nord à l'Antarctique.

Bande transporteuse océanique. Source: Avsa / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

En Antarctique, les courants vont vers l'est et au passage de l'Australie, ils se dirigent vers le Pacifique Nord. Dans ce processus, les eaux se réchauffent, elles montent donc lorsqu'elles atteignent le Pacifique Nord. Puis ils reviennent dans l'Atlantique sous la forme d'un courant de surface chaud, traversant l'océan Indien et se connectant aux gyres océaniques.

Types de courants océaniques

Il existe deux types fondamentaux de courants océaniques définis par les facteurs qui les engendrent et le niveau océanique à travers lequel ils circulent.

Courants marins peu profonds et profonds. Source: Thomas Splettstoesser / Domaine public

Les courants marins de surface

Ces courants se produisent dans les premiers 400 à 600 m de profondeur de la mer et sont générés par les vents et la rotation de la Terre. Ils représentent 10% de la masse d'eau des océans.

Courants marins profonds

Les courants profonds se produisent en dessous de 600 m de profondeur et déplacent 90% de la masse d'eau de mer. Ces courants sont appelés circulation thermohaline, car ils sont causés par des différences de température de l'eau («thermo») et de concentration de sel («haline»).

Principaux courants océaniques

Principaux courants marins du monde. Mariiana QM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Les gyres océaniques

Selon la configuration des vents et par l'action de la rotation de la Terre, les courants marins forment des systèmes circulaires de courants appelés gyres océaniques. Il y a 6 virages principaux:

• Gyre de l'Atlantique Nord
• Gyre de l'Atlantique Sud
• Gyre du Pacifique Nord
• Giro Pacifique Sud
• Tour de l'océan Indien
• Spin Antarctique

Chaque spire est formé de différents courants, dont le courant de la limite ouest de chaque spire est dirigé vers le pôle correspondant. En d'autres termes, les tourbillons de l'Atlantique Nord et du Pacifique Nord vont au pôle Nord et les tourbillons de l'Atlantique Sud, du Pacifique Sud et de l'Inde vont au pôle Sud.

Gyres océaniques. Source: NOAA / Domaine public

Les courants de la limite ouest de chaque tourbillon sont les plus forts et le courant du golfe du Mexique correspond donc au tourbillon nord-atlantique et le courant Kuroshio au tourbillon nord du Pacifique.

Dans le sud de l'Atlantique Gyre, le courant le plus fort est celui du Brésil et dans le Pacifique Sud celui de l'Australie orientale. De son côté, dans le Giro del Indico se trouve le courant Las Agujas, qui longe la côte orientale de l'Afrique du nord au sud.

Prenant l'exemple du tourbillon de l'Atlantique Nord, nous constatons que l'ensemble du système est composé de quatre courants. Dans ce Giro, en plus du Gulf Stream à l'ouest, il y a le North Atlantic Stream allant au nord-est.

Puis, à l'est, se trouve le courant Las Canarias, qui se dirige vers le sud-est, et le circuit se ferme avec le courant nord équatorial à l'ouest.

Le ruisseau du golfe du Mexique

Ce courant fait partie du tourbillon de l'Atlantique Nord et est ainsi nommé car il est né dans le golfe du Mexique. Ici, les eaux de surface se réchauffent et se dilatent, élevant le niveau de la mer par rapport aux eaux plus froides du nord.

Par conséquent, le courant est généré depuis le golfe vers le nord, où l'eau perdra sa chaleur et formera le courant de l'Atlantique Nord.

Climat d'Europe occidentale

Le Gulf Stream contribue grandement à réguler le climat de l'Europe occidentale, grâce à la chaleur qu'il transporte du golfe du Mexique. Cette chaleur dégagée au large du Groenland est soufflée vers le continent par des vents d'ouest, modérant les températures continentales.

Le courant méditerranéen

La mer Méditerranée est un bassin presque fermé, à l'exception de la connexion de 14,24 km de large avec l'océan Atlantique à travers le détroit de Gibraltar. Cette mer perd environ 1 m d'eau par an par évaporation dans ses étés chauds.

La connexion avec l'Atlantique et les courants générés permettent de renouveler et d'oxygéner l'eau perdue. Les courants qui quittent la Méditerranée contribuent à former le Gulf Stream.

Gradient de salinité

La salinité et la température sont les facteurs fondamentaux qui agissent pour produire le courant entre la Méditerranée et l'Atlantique. En perdant de l'eau par évaporation dans une zone fermée, la salinité en Méditerranée est plus élevée que dans l'océan Atlantique au-delà du détroit.

L'eau avec une teneur en sel plus élevée est plus dense et va au fond, formant un courant profond vers l'Atlantique avec une concentration de sels plus faible. En revanche, la couche d'eau de surface de l'Atlantique est plus chaude que celle de la Méditerranée et génère un courant de surface de l'Atlantique à la Méditerranée.

Le courant de Humboldt

C'est un courant superficiel d'eau froide qui va de l'Antarctique à l'équateur le long de la côte sud-américaine du Pacifique. Elle provient de la montée ou de la montée d'une partie des eaux froides du courant profond du Pacifique Sud lors de la collision avec la côte sud-américaine.

Il fait partie du Giro subtropical du Pacifique Sud et est chargé de fournir une grande quantité de nutriments aux côtes du Chili, du Pérou et de l'Équateur.

Conséquences

Distribution de chaleur et de salinité

Les courants océaniques circulent des endroits aux eaux plus chaudes et plus salées vers les régions plus froides avec moins de concentration saline. Dans ce processus, ils aident à répartir la chaleur ambiante et la teneur en sel dans les océans.

Impact sur le climat

En déplaçant des masses d'eau chaude vers les zones froides, les courants participent à la régulation du climat terrestre. Un exemple de ceci est l'effet modérateur de la température ambiante exercé par le courant du golfe du Mexique en Europe occidentale.

Ainsi, si le Gulf Stream cessait de couler, la température de l'Europe occidentale chuterait en moyenne de 6 ° C.

Les ouragans

Les courants marins, en transportant la chaleur, fournissent de l'humidité par évaporation et génèrent un mouvement circulaire en relation étroite avec les vents, qui sont à l'origine des ouragans.

Échange de gaz

L'eau de mer maintient un échange gazeux constant avec l'atmosphère, y compris la vapeur d'eau, l'oxygène, l'azote et le CO _2. Cet échange est rendu possible grâce au mouvement de l'eau par les courants marins qui contribue à rompre la tension superficielle.

Modélisation côtière

Les courants océaniques exercent une force d'usure et de traînée (érosion) à la surface des fonds marins et des côtes qu'ils traversent. Cet effet érosif sur des milliers d'années façonne les fonds marins, les monts sous-marins et les côtes.

Distribution des nutriments et biodiversité

En revanche, les courants marins emportent avec eux les nutriments ainsi que le plancton qui s'en nourrissent. Cela conditionne la distribution de la faune marine, car elle est concentrée là où il y a plus de nourriture disponible.

Le plancton est passivement emporté par les courants de surface et une partie des nutriments précipite vers le fond, où ils sont déplacés par les courants profonds. Plus tard, ces nutriments reviennent à la surface dans les soi-disant remontées ou affleurements marins des eaux.

Montée ou affleurement des eaux marines

Les courants profonds donnent lieu à ce que l'on appelle les remontées ou affleurements des eaux marines. C'est la remontée des eaux profondes froides à la surface, qui transportent les nutriments déposés dans l'océan profond.

Montée des courants marins. Source: NASA / Domaine public

Dans les zones où cela se produit, il y a un plus grand développement des populations de phytoplancton et donc de poissons. Ces zones deviennent des zones de pêche importantes, comme la côte Pacifique péruvienne.

Concentration de polluants

Les océans souffrent de graves problèmes de pollution dus à l'action humaine, qui incorpore de grandes quantités de déchets, en particulier le plastique. Les courants marins transportent ces débris et en raison du motif circulaire de la surface, ceux-ci sont concentrés dans des zones définies.

C'est là que surgissent les soi-disant îlots en plastique, qui sont formés en concentrant des fragments de plastique dans de grandes zones au centre des gyres océaniques.

De la même manière, la combinaison des courants marins superficiels avec les vagues et la forme du littoral, concentrent les déchets dans certaines zones.

Importance pour les écosystèmes et la vie sur Terre

Migrations marines

De nombreuses espèces marines, telles que les tortues, les cétacés (baleines, dauphins) et les poissons, utilisent les courants océaniques pour leurs migrations océaniques sur de longues distances. Ces courants aident à définir l'itinéraire, à réduire l'énergie de déplacement et à fournir de la nourriture.

Disponibilité des nutriments

La distribution des nutriments à la fois horizontalement et verticalement dans les océans dépend des courants marins. Cela affecte à son tour les populations de phytoplancton qui sont les principaux producteurs et la base des réseaux trophiques.

Là où il y a des nutriments, il y a du plancton et des poissons qui s'en nourrissent, ainsi que d'autres espèces qui se nourrissent de poissons comme les oiseaux de mer.

La pêche

La distribution des nutriments par les courants océaniques affecte la disponibilité de la pêche pour les humains.

Disponibilité de l'oxygène

Les courants marins, en mobilisant l'eau, contribuent à son oxygénation, indispensable au développement de la vie aquatique.

Écosystèmes terrestres

Les écosystèmes côtiers et intérieurs sont influencés par les courants marins dans la mesure où ils régulent le climat continental.

La negation

Les courants marins ont permis le développement de la navigation par l'homme, permettant des déplacements maritimes vers des destinations lointaines. Cela a rendu possible l'exploration de la Terre, la dispersion de l'espèce humaine, le commerce et le développement économique en général.

Facteurs influençant la direction des courants

La direction que prennent les courants océaniques est exprimée de manière régulière dans les océans du monde. Ce modèle de directions est déterminé par de multiples facteurs dont les forces sont l'énergie solaire et la gravité de la Terre et de la Lune.

Rayonnement solaire, pression atmosphérique et direction des vents

Le rayonnement solaire influence la direction des courants océaniques en étant la cause des vents. Ce sont la principale cause de formation de courants de surface qui suivent la direction des vents.

Le gradient de température et la gravité

Le rayonnement solaire affecte également la direction des courants océaniques en chauffant l'eau et en la faisant se dilater. Pour cette raison, l'eau augmente en volume et élève le niveau de la mer; avec des zones plus élevées de l'océan (chaudes) que d'autres (froides).

Cela forme une différence de niveau, c'est-à-dire une pente, déplaçant l'eau vers la partie inférieure. Par exemple, à l'équateur, les températures sont élevées et donc l'eau se dilate, déterminant un niveau de la mer 8 cm plus haut que dans d'autres zones.

Le gradient de salinité

Un autre facteur qui influe sur la direction des courants océaniques est la différence de salinité entre les différentes zones de l'océan. Comme l'eau est plus salée, sa densité augmente et diminue, et les courants profonds se déplacent en fonction des gradients de température et de salinité.

Le relief marin et côtier

La forme du plateau continental et du littoral influence également la direction des courants marins. Dans le cas des courants de surface qui courent le long des côtes, les formes de relief influencent leur direction.

D'autre part, les courants profonds lorsqu'ils ont un impact avec le plateau continental peuvent subir des déviations à la fois horizontales et verticales.

La rotation de la Terre et l'effet Coriolis

La rotation de la Terre affecte la direction des vents en générant une force centrifuge à l'équateur, poussant les courants vers les pôles. De plus, l'effet Coriolis dévie les courants vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.

Références

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