Pistes pédagogiques

Les mouvements verticaux des masses océaniques

Les mouvements verticaux des masses océanes sont de nature diverse selon qu'il s'agisse d'un mouvement de plongée vers les fonds marins ou au contraire d'une remontée d'eau profonde.

  Les mouvements de plongée vers les fonds marins

Il existe deux grand types de mouvements de plongée de l'eau vers les fond marins :

Plongée sous l'effet du vent

Sous un vent d'origine anticyclonique (tournant dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord), l'eau s'accumule au centre (phénomène de convergence). Pour compenser cette élévation du niveau marin des mouvements verticaux apparaissent entraînant les eaux de surface en profondeur.

Plongée sous l'effet de la densité

La carte ci-dessous montre les contrastes de densité des masses océanes qui vont de 1,022 dans les régions équatoriales à 1,027 pour les eaux des hautes latitudes (Atlantique Nord et Antarctique)

Source educnet.education.fr

Lorsque deux masses d'eau de densité différentes s'affrontent, se créé un front hydrologique, l'eau la plus dense plonge vers le fond. Dans les zones polaires (océan Arctique, mers de Weddell et de Ross), ce phénomène de plongée, très rapide, appelé cascading se produit lors de la formation de la banquise. Lors de la solidification de l'eau en glace, les sels sont rejetés car la glace ne les intègre pas dans sa structure : l'eau liquide très froide s'enrichit en sels réfractaires et voit sa densité augmenter, ce qui amorce une plongée vers les fonds marins et, à terme, une convection de large échelle.

a,b, c : les trois étages de l'eau profonde
EAI : Eau Arctique intermédiaire, EAF : Eau Arctique de fond
EAAI : Eau Antarctique intermédiaire, EAAF : Eau Antarctique de fond

  Les remontées d'eau profonde

Il existe cinq types de remontées d'eau  :

L'Upwelling

Le mécanisme qui donne naissance à un upwelling a lieu principalement le long des côtes situées sur le bord est des grands océans dans les latitudes tropicales, là où soufflent les alizés et là où se situe le bord est de l’anticyclone permanent. Il concerne donc principalement dans l’océan Pacifique sud les côtes du Pérou-Chili (en relation avec l’anticyclone de Tahiti), et, dans le Pacifique nord, la côte de Californie (anticyclone d’Hawaï); dans l’Atlantique nord, les côtes de la Mauritanie (anticyclone des Açores) et dans l’Atlantique sud, celles de Namibie (anticyclone de St Hélène).
Cette masse d’eau qui vient des profondeurs (quelques centaines de mètres) est, aux tropiques, plus froide que les eaux de surface avoisinantes : le courant généré par l’upwelling est donc un courant froid. De plus, cette eau est enrichie en nutriments car ceux-ci proviennent de la décomposition des organismes morts présents dans la couche de surface, qui tombent sous forme de pluie et alimentent les couches d’eaux profondes. Il s’ensuit que les eaux d’upwelling sont très favorables au développement de la vie marine et constituent d’importantes zones de pêche. Ce mécanisme d’upwelling, particulièrement intense au large des côtes de l’ouest de l’Amérique du Sud, disparaît lors des années El Niño.

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  En rouge, les principales  zones d'upwelling le long des côtes dans le monde (Source : NOAA Ocean Service Education)

Le Pompage d'Ekman

• Lorsqu'un cyclone tropical passe sur une zone à une vitesse inférieure à 8 km/h. Le déplacement des eaux de surface par les forts vents de la tempête crée un appel d'eau des profondeurs pour les remplacer.

• Dans le milieu des océans, lorsque des vents forts et réguliers repoussent la couche de surface dans une direction (phénomène de divergence), les eaux des profondeurs vont les remplacer. Ceci se produit en particulier dans l'océan au large de l'Antarctique où la circulation est d'ouest sur de longues distances, sans interférence de zones côtières.

• Dans la zone des Alizés d'ouest près de l'équateur, les vents soufflent dans la même direction dans chaque hémisphère mais la déviation due à la force de Coriolis se fait vers les Pôles. Ceci veut dire que l'eau de surface se dirige vers le nord dans l'hémisphère nord et le sud dans celui du sud, laissant un vide qui est comblé par une remontée d'eau des profondeurs.

• Des résurgences peuvent également se produire dans les tourbillons d'un courant marin.

  Les obstacles sous-marins

Les courants de profondeurs sont forcés vers la surface par de tels obstacles. Un cas de ce type est celui de l'embouchure de la rivière Saguenay au Québec. Cette rivière fut creusée par les glaciers et sa sortie dans le fleuve Saint-Laurent, salé à ce point, comporte un talus de moraine qui force les eaux de profondeurs de type Arctique à remonter.