FONDS MARINS: CARACTÉRISTIQUES, RELIEF, TYPES, FLORE ET FAUNE - ENVIRONNEMENT - 2024

Le fond marin est la partie de la croûte terrestre qui se trouve sous la mer. Le fond marin est très diversifié et peut être classé en utilisant plusieurs variables.

Par exemple, on peut les classer par le matériau qui les compose et la taille de leurs grains, mais il faut aussi préciser la profondeur à laquelle ils se trouvent, ainsi que les organismes qui les colonisent (plantes et animaux).

Figure 1. Schéma des différentes divisions océaniques. Les divisions basées sur la distance au rivage et les divisions basées sur la profondeur sont visibles. Source: divisions océaniques.svg: Chris hein, via Wikimedia Commons

Le fond marin est géologiquement distinct des continents. Il fait l'expérience d'un cycle perpétuel de formation et de destruction qui façonne les océans et contrôle une grande partie de la géologie et de l'histoire géologique des continents.

Caractéristiques générales

Les processus géologiques sculptent le rivage, déterminent la profondeur de l'eau, contrôlent si le fond est boueux, sableux ou rocheux, créent de nouvelles îles et monts sous-marins (que les organismes colonisent) et déterminent la nature des habitats marins de plusieurs façons.

géologie

La distinction géologique entre l'océan et les continents est due aux différences physiques et chimiques dans la roche qui constitue la croûte dans chaque cas.

La croûte océanique, qui forme le fond marin, est constituée d'un type de minéral appelé basalte qui a une couleur sombre. Contrairement à cela, la majorité des roches continentales sont de type granitique, avec une composition chimique différente de celle du basalte et une couleur plus claire.

Dorsale médio-atlantique

La dorsale médio-atlantique est une structure qui traverse une bonne partie de la planète dans une direction nord-sud et à partir de laquelle le fond marin se forme constamment, du fait de la séparation des plaques tectoniques.

Figure 2. La crête médio-atlantique marque la limite de la plaque tectonique à partir de laquelle le nouveau fond marin est généré. Source: téléchargé à l'origine sur la wikipedia en anglais: 14h51, 21 octobre 2003. JamesDay (discussion / contributions). 200 × 415 (21177 octets) (carte de la crête médio-atlantique), via Wikimedia Commons

En raison de ce phénomène, le fond océanique près de la crête est plus jeune (géologiquement) que le fond le plus proche des continents, car il a été généré plus récemment.

Ce phénomène a des conséquences sur la composition et la taille des particules (entre autres variables), qui influencent les différents types d'habitats et leurs habitants.

Géographie

Les océans couvrent environ 71% de la surface de la terre, le fond marin étant l'un des habitats les plus étendus au monde.

En revanche, les océans ne sont pas uniformément répartis par rapport à l'équateur. Dans l'hémisphère nord, il y a 61% des océans, tandis que dans l'hémisphère sud environ 80%. Cette simple différence signifie qu'il y a une plus grande extension du fond océanique dans l'hémisphère sud.

Classification des océans

Les océans sont traditionnellement classés en quatre grands bassins:

L'océan Pacifique

C'est l'océan le plus grand et le plus profond, presque aussi grand que tous les autres réunis, avec 166,2 millions de km ² et une profondeur moyenne de 4 188 m.

L'océan Atlantique

Avec 86,5 millions de km ², il est légèrement plus grand que l'océan Indien (73,4 millions de km ²), mais les deux ont une profondeur moyenne similaire (3 736 et 3 872 mètres respectivement).

L'océan arctique

C'est l'océan le plus petit et le moins profond avec environ 9,5 millions de km ² et 1130 m de profondeur.

Plusieurs mers peu profondes, telles que la mer Méditerranée, le golfe du Mexique et la mer de Chine méridionale, sont reliées ou marginales aux principaux bassins océaniques.

Connexion entre les océans

Bien que nous traitons généralement les océans comme des entités distinctes, ils sont en fait interconnectés. Les connexions entre les principaux bassins permettent à l'eau de mer, aux matériaux et à certains organismes de se déplacer d'un océan à l'autre.

Le fond marin pourrait également être conçu comme un grand système interconnecté. Cependant, d'autres variables telles que la profondeur de la masse océanique en un point particulier, les changements brusques de relief, entre autres, établissent de véritables limites pour une grande partie de la faune océanique.

Types de fonds marins

La classification du fond marin dépend de différentes variables, telles que sa profondeur, la pénétration de la lumière, la distance à la côte, la température et le substrat qui le constitue.

Le fond marin peut être classé en:

-Fond côtier

Les côtes vont de la limite de marée la plus élevée à la limite qui détermine la zone euphotique (environ 200 mètres), où le rayonnement solaire pénètre (et la photosynthèse se produit).

Dans la zone euphotique, 99% du rayonnement est éteint, ce qui rend impossible la photosynthèse dans les zones plus profondes.

Zones de fond côtier

A) La zone supralittorale, qui n'est pas submergée mais est fortement influencée par la mer.

B) La zone eulitorale qui inonde par intermittence, de la limite de la marée basse à la marée haute.

C) La zone sous-littorale, toujours submergée et qui comprend la zone allant de la limite de marée basse à la zone euphotique. Cette zone sous-côtière est ce que l'on considère comme le fond marin.

Types de littoral

En revanche, le fond littoral est également classé en fonction de sa composition en:

• Fond homogène: principalement constitué de boue, de sable, de petites crêtes, de gravier ou de roche.
• Fonds mixtes: ce sont des mélanges des composants précédents dans des proportions différentes; Ils peuvent être constitués de sable-boue, de sable-galets ou de l'une des combinaisons possibles.
• Fonds diffus: ce sont des transitions entre certains des types précédents et ils apparaissent dans des lieux de confluence de courants, des deltas de rivières, entre autres.

Le fond littoral est en général très fertile, car il reçoit une contribution importante des eaux de ruissellement du continent, qui sont généralement chargées de minéraux et de matière organique.

Faune du littoral

La faune du fond littoral est très large dans la zone sous-littorale, diminuant le nombre d'espèces à mesure qu'on avance vers la zone supralittorale (où abondent les espèces les plus résistantes à la dessiccation).

La variété de la faune comprend des gastéropodes, des crustacés tels que des balanes, des éponges, des nématodes, des copépodes, des hydroïdes, des anémones, des bryozoaires, des jets de mer, des polychètes, des amphipodes, des isopodes, des échinodermes (oursins), des mollusques tels que des moules et des poulpes, des crabes, des crevettes et le poisson.

Les coraux, animaux coloniaux qui hébergent des microalgues dans leur corps, sont également présents sur le littoral et servent de refuge à de nombreuses autres espèces. Ces animaux ont besoin de lumière pour les atteindre afin que leurs microalgues symbiotiques puissent photosynthétiser.

Les récifs qui composent les coraux sont appelés les "jungles marines", en raison de la grande diversité des espèces qu'ils abritent.

Figure 3. Une étoile de mer bleue (Linckia laevigata) repose sur des coraux durs du genre Acropora et Porites, dans la Grande Barrière de Corail, en Australie. Source: Copyright (c) 2004 Richard Ling

Flore du littoral

Les plantes et les algues sont également présentes sur le littoral.

Dans les eaux tropicales et subtropicales, les prairies de Thalassia (communément appelée herbe à tortue), un phanérogame marin (plante à fleurs), sont typiques. Cette plante pousse sur des fonds doux et sableux.

La région intertidale (partie du littoral entre les niveaux de marées maximales et minimales) peut présenter des plantes telles que des mangroves, adaptées pour pousser sur des fonds vaseux pouvant manquer d'oxygène (dans des conditions anoxiques).

Figure 4. Requin nourrice (Ginglymostoma cirratum) reposant sur une prairie d'herbe à tortue (Thalassia testudinum). Source: Équipe de biogéographie de la NOAA CCMA

Forêts de varech

L'un des habitats sous-littoraux les plus courants dans les régions tempérées du monde sont les grandes «forêts» ou «lits» de varech, constituées de groupes d'algues brunes de l'ordre des Laminariales.

Ces communautés sont importantes en raison de leur productivité élevée et de la diversité des communautés d'invertébrés et de poissons qu'elles abritent. Les mammifères tels que les phoques, les otaries, les loutres de mer et les baleines sont même considérés comme associés à ce type d'habitat.

Figure 5. Carte de la répartition mondiale des forêts de varech. Source: Maximilian Dörrbecker (Chumwa), via Wikimedia Commons

Les forêts de varech donnent également naissance à de grandes quantités d'algues dérivantes, en particulier après les tempêtes, qui se déposent sur les plages voisines, où elles fournissent une source d'énergie aux communautés.

Figure 6. Plongeur dans une forêt de varech en Californie, USA. Source: Ed Bierman de Redwood City, États-Unis, via Wikimedia Commons

Les forêts de varech qui peuvent s'étendre jusqu'à 30 m ou plus au-dessus du substrat donnent une structure verticale aux communautés rocheuses sous-littorales.

Parfois, ces forêts extensives peuvent modifier les niveaux de lumière dans le substrat en dessous, réduire l'impact des vagues et des turbulences et faire varier les nutriments disponibles.

Figure 7. Une loutre de mer et ses petits se nourrissant dans une forêt de varech. Source: Ed Bierman de Redwood City, États-Unis, via Wikimedia Commons

-Fond d'océan

Propriétés physicochimiques

La mer profonde s'étend verticalement à travers le globe, c'est-à-dire du bord du plateau continental jusqu'aux fonds des tranchées océaniques les plus profondes.

Les propriétés physiques et chimiques de la masse d'eau qui remplit ce vaste espace varient sur toute sa profondeur. Ces propriétés ont été utilisées pour définir les caractéristiques du fond marin.

Pression hydrostatique: la pression hydrostatique (pression de la colonne d'eau) augmente avec la profondeur, ajoutant l'équivalent de 1 atmosphère (atm) tous les 10 m.

Température: Dans la plupart des régions du monde, les températures des eaux profondes sont basses (plage d'environ -1 à +4 ° C, selon la profondeur et l'emplacement), mais extrêmement stables.

La plupart des organismes des grands fonds marins ne subissent jamais de changements importants ou rapides de la température ambiante, à l'exception de ceux qui habitent les évents hydrothermaux, où les fluides surchauffés se mélangent à l'eau du fond à basse température.

Salinité et pH: conditions thermiques constantes dans la plupart des océans profonds, combinées avec une salinité et un pH stables.

Flux d'énergie et de matière au fond de l'océan

La mer profonde est trop sombre, elle ne permet donc pas la photosynthèse. Par conséquent, la production primaire de plantes vertes (qui est à la base de pratiquement tous les écosystèmes terrestres, d'eau douce et marins peu profonds) est absente.

De cette manière, les réseaux trophiques du fond marin dépendent presque entièrement de particules organiques qui coulent de la surface.

La taille des particules varie des cellules mortes de phytoplancton aux carcasses de baleines. Dans les régions sans saisonnalité marquée, la mer profonde reçoit une bruine constante de petites particules (appelées «neige de mer»).

Le long des marges continentales, les canyons sous-marins peuvent acheminer de grandes quantités d'herbes marines, de macroalgues et de débris végétaux terrestres vers les fonds marins profonds.

Figure 8. Canyon sous-marin du fleuve Congo dans le sud-ouest de l'Afrique, montrant environ 300 km du canyon Source: Mikenorton, de Wikimedia Commons

Les particules peuvent être consommées par les animaux aquatiques ou dégradées par les bactéries lorsqu'elles coulent à travers la colonne d'eau

La forte baisse de la nourriture disponible qui en résulte à mesure que la profondeur augmente est peut-être le facteur qui affecte le plus la structure des écosystèmes des grands fonds.

Les agrégats de cellules mortes attachés aux substances muqueuses et aux pastilles fécales de zooplancton coulent rapidement, s'accumulant sur le fond marin sous forme de dépôts visibles de "phytodetritus".

Faune des fonds marins

Les effets de l'obscurité sur la forme du corps, le comportement et la physiologie des organismes des grands fonds sont les plus évidents chez les animaux qui habitent des profondeurs moyennes.

Les zones mésopélagique (200-1000 m) et bathypélagique (1000-4000 m) constituent ensemble plus d'un milliard de km ³ d'espace habité par des poissons, des céphalopodes et des crustacés qui nagent activement, ainsi qu'une grande variété de zooplancton gélatineux (méduses, siphonophores, ténophores, larves, salpes et autres groupes).

Les organismes des grands fonds marins présentent des adaptations biochimiques pour contrecarrer les effets de la pression élevée sur la fonction des enzymes et des membranes cellulaires. Cependant, l'obscurité et les pénuries alimentaires sont les facteurs qui affectent le plus le corps et le comportement des animaux.

Par exemple, de nombreux organismes sur le fond marin ont un métabolisme lent, qui dans certains cas se manifeste par une très longue espérance de vie.

Dans le désert pauvre en nutriments du fond de l'océan, les évents hydrothermaux et les carcasses de baleines et de gros poissons représentent de véritables oasis d'abondance.

Bioluminescence

Plus de 90% des espèces animales de cet environnement (à des profondeurs bien inférieures à la pénétration maximale de la lumière du soleil) produisent de la lumière. Dans certains cas, cette production de lumière est due à des associations symbiotiques avec des bactéries luminescentes.

De nombreux poissons et céphalopodes ont des structures accessoires complexes (photophores) qui réfléchissent, réfractent ou filtrent la lumière émise, tout en gardant leurs yeux fonctionnels

L'abondance des organismes bioluminescents diminue considérablement avec l'augmentation de la profondeur.

Toucher et sentir

Contrairement à la grande quantité de bioluminescence dans la colonne d'eau profonde, très peu d'organismes benthiques (habitants du fond) produisent de la lumière. Certains groupes de poissons qui vivent près du fond marin ont des yeux réduits et sont censés avoir d'autres sens plus développés, comme le toucher.

Les petits yeux du poisson tripode (Bathypterois) doivent être de peu d'utilité, mais les rayons des nageoires pectorales spécialisées dotées de nerfs spinaux hypertrophiés, leur permettent de détecter les changements autour d'eux, fonctionnant comme une matrice mécanosensible.

Figure 9. Un poisson du genre Bathypterois atricolor. Un grand nombre d'appendices modifiés sont observés. Source: Bureau d'exploration et de recherche océaniques de la NOAA, 2015 Hohonu Moana

Les fonds marins abritent également une faune charognarde, qui a également développé un sens aigu de l'odorat (poissons, crabes, entre autres).

Diversité des fonds marins

On estime qu'il existe des centaines de milliers à plus d'un million d'espèces benthiques (de haute mer).

Des niveaux de diversité aussi élevés sont inattendus dans un habitat constitué principalement de vasières monotones et pauvres en espèces.

Détritivores et fond marin

Les fonds marins sont le royaume des animaux carnivores. Les éponges, crinoïdes et autres filtres filtrants se trouvent dans les zones où les courants d'eau augmentent le flux de particules en suspension.

En revanche, les vastes plaines abyssales sont dominées par des animaux détritivores, qui extraient la matière organique des sédiments du fond.

Les sédiments des grands fonds en tant que source de nourriture ont l'avantage d'être en quantité illimitée et sont très accessibles, mais ils ont peu de valeur nutritive.

Dans les océans tempérés et polaires, le phytodetritus (restes en décomposition d'organismes végétaux) constitue une «aubaine» saisonnière pour l'écosystème des fonds marins. Cependant, la quantité de phytodétritus qui arrive est imprévisible et sa distribution est souvent irrégulière.

Les grandes et abondantes holothuries (concombres de mer) sont des détritivores des profondeurs abyssales. Ceux-ci présentent une variété de stratégies pour exploiter cette source de nourriture éphémère.

Figure 10. Concombre ou concombre de mer, un habitant commun des fonds marins. Source: Frédéric Ducarme, de Wikimedia Commons

Références

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