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L'eau sur notre planète

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Coupe transversale de l'Atlantique

La coupe longitudinale ci-dessus représente les trois grandes provinces morphologiques qui composent les fonds marins :

• marges continentales passives (Source WIKIPEDIA): correspond à la zone de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique (plaine abyssale) quand il n'y a pas de subduction (processus par lequel une plaque tectonique océanique s'incurve et plonge sous une autre plaque avant de s'enfoncer dans le manteau). La marge correspond alors à l'une des deux épaules du rift (région où la croûte terrestre s'amincit) qui a initié l'ouverture océanique (l'autre épaule du rift se trouve de l'autre côté de l'océan).
• marges continentales actives: la plaque tectonique océanique s'incurve et plonge sous une autre plaque. Région marquée par une activité sismique et volcanique importantes.
• plaines abyssales (Source WIKIPEDIA): est la partie plate de la zone abyssale (« grands fonds marins ») océanique (en général entre 5 000 et 6 000 mètres).
• dorsales océaniques (Source WIKIPEDIA): (ou souvent médio-océaniques, même si elles n'occupent pas toujours une position médiane dans les océans) désignent des chaînes de montagnes sous-marines existant dans tous les bassins océaniques et qui s'étendent sur près de 60 000 km. Les dorsales se développent à la limite entre 2 plaques lithosphériques divergentes et représentent l'un des environnements les plus actifs de la Terre (séismes, volcanisme, hydrothermalisme, .).

Les marges marquent la transition entre les continents et les océans. Celle-ci peut-être graduelle, comme dans l'Atlantique, ou brusque, comme dans le Pacifique. Dans ce cas, les marges dites "actives" se terminent dans une fosse de subduction : un immense canyon ou le plancher océanique plonge dans les profondeurs du manteau terrestre.

La largeur du plateau continental varie de quelques dizaines de mètres à plus de 300 km. Sa surface, 8% de celle des océans, est loin d'être plane, même si on y trouve de grandes plaines alluviales parsemées d'îles, creusée de canyons qui prolongent sous la mer le lit des fleuves terrestres ou d'anciennes vallées glaciaires.

Les plaines abyssales, situées dans le prolongement des marges, sont vastes étendues planes situées à des profondeurs moyennes de 3500 à 4000 mètres. Elles sont souvent hérissées de volcans sous-marins plus ou moins enfouis sous les sédiments (non représentés). Les dorsales océaniques sont quand à elles d'énormes bourrelets montagneux culminant à 2000 ou 3000 mètres au-dessus du plancher océanique. C'est la que se forme ce dernier, par des remontées de magma basaltique depuis le manteau profond sous-jacent.

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Subdivision des fonds marins

Zones d'évolution du plongeur:

• Supralittoral (supra: au-dessus, littoralis): au-dessus du littoral. Zone des embruns difficle à vivre.
• médiolittoral ou eulittoral (medio: milieu, eu: vrai, littoral): zone de déplacement des marées. On peut si promener à pied (marée basse). Milieu difficile car est en permanance inondé ou exondé (être émergé aprés une inondation). Il y a de grandes variations de température et de salinité. Les habotants doivent être à la fois eurythermes (eurus: large, thermo: température): tolérant de grandes variations de température et euryhalins (eurus, alos: sel): tolérant de grosses variations de salinité.
• Infralittoral (infra: en dessous): de la surface à 20m (voir 40m quand l'eau est trés clair).
• Circalittoral (circa: au voisinage): au-delà de 40m.

L'eau de mer est 800 fois plus dense que l'air. La densité de l'eau de mer est en moyenne de 1,03g/cm3 pour une salinité de 35g/l (Méditerranée: 37g/l, Atlantique: 34g/l). Cette densité varie avec la température. Plus l'eau est froide, plus elle est dense. La densité maximale est atteinte aux environs de 4°C. Cette propriété explique la tendance des eaux froides à "couler". Les eaux froides polaires descendent ainsi lentemment vers les grands fonds et vers l'équateur ou elles finissent par se mélanger.

Les upwellings (la remontée d'eau), courant ascendants, qui se produisent lorsque de forts vents marins (généralement des vents saisonniers) poussent l'eau de surface des océans laissant ainsi un vide où peuvent remonter les eaux de fond et avec elles une quantité importante de nutriments (les sels minéraux, nitrates et phosphates résultant de la dégradation des résidus organiques).

Il n'y a ni moulin à sel au fond des océans ni navire chargé d'une cargaison de sel qui se serait échoué ! L'océan contient de nombreux sels, le plus abondant étant le chlorure de sodium (10,56g/l ou 77%) (notre sel de cuisine) mais on trouve également du chlorure de magnésium (1,27g/l ou 10%), du sulfate de magnésium (6%) ou encore du carbonate de calcium (0,3%)... Remontons dans le temps. Environ 4 milliards d'années en arrière. La Terre connaît alors une forte activité volcanique qui libère de la vapeur d'eau et d'autres gaz (gaz carbonique, chlore, souffre...). Quelque 100 millions d'années plus tard, la Terre se refroidit et la vapeur d'eau condensée retombe en pluies acides, chargées de gaz carbonique. Cette acidité conduit à une érosion intense des roches de la croûte terrestre, l'eau leur "arrache" leurs sels, transportés jusqu'à l'océan par les fleuves et les rivières.

Comment expliquer que la salinité de l'eau de mer soit constante dans le temps, alors que l'eau qui s'évapore de l'océan pour former les nuages n'est pas salée du tout ? En fait, le sodium est absorbé au niveau des dorsales médio-océaniques, ces montagnes sous-marines où affleure le magma sur lequel sont posés les grands blocs de la croûte terrestre. Là, il s'associe à d'autres éléments chimiques et reste bloqué. De façon plus générale, les sels s'associent aux particules argileuses qui se déposent sur le fond. L'eau des océans présente une salinité comprise entre 33 et 37 grammes de sel par kilogramme d'eau. En surface, les eaux de plus fortes salinités sont situées sous les latitudes tropicales, dans les mers fermées (ou presque) et en zones méditerrannéennes : dans ces régions, l'évaporation est intense et les pluies rares. En revanche, les salinités les moins élevées sont situées sous les latitudes tempérées et en dessous des pôles. Au niveau de ces zones froides et humides, les chutes de pluie et de neige sont abondantes et l'évaporation est faible.

L'eau salée des océans s'évapore petit à petit pour former des nuages, et pour retomber sous forme de pluie, et former les rivières, les lacs, ou retourner directement dans l'océan. Il serait donc logique que la pluie soit salée. Cependant, seules les molécules d'eau sont concernées par l'évaporation. Le chlorure de sodium reste quant à lui dans l'océan. Fais le test : mets un peu d'eau de mer au fond d'une assiette, et laisse la au soleil. L'eau va très vite sécher pour laisser une petit croute blanche : c'est le chlorure de sodium

Salinité: Désigne l'ensemble des sels minéraux apportés aux mers et océans par les eaux de ruissellement terrestre.

Eaux néritiques: partie de l'océan qui s'étend à partir du niveau de la marée basse jusqu'au bord du plateau continental, avec des eaux de faible profondeur, jusqu'à 200 m. La zone néritique dispose généralement d'une eau bien oxygénée, à faible pression et avec une température et une salinité relativement stables.

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La lumière dans l'eau

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La température

L'eau froide est plus oxygènée que l'eau chaude et donc plus riche en plancton.

En été, les eaux plus chaudes de la surface ne se mélangent pas avec les eaux fraîches plus profondes. La zone ou le température s'abaisse rapidement est la thermocline (therme: chaleur, klino: couche). C'est la couche d'eau qui sépare les eaux froides des eaux chaudes.

Dans les mers et océans, presque tous les rayons du soleil frappant la surface sont absorbés par la couche d'eau superficielle qui se réchauffe alors. Le vent et les vagues font circuler cette eau, distribuant la chaleur de manière à peu près uniforme sur les premières dizaines de mètres de profondeur. Localement le zooplancton - quand il est assez abondant - contribue aussi au mélange des couches de température ou salinité légèrement différente, par ses migrations verticales qui se font de manière nycthémérale (terme technique utilisé pour désigner une alternance d'un jour et d'une nuit correspondant à un cycle biologique de 24 heures.).

Si les mouvements de convection ou de brassage sont faibles, la couche supérieure, moins dense et plus chaude, flotte littéralement sur la couche froide sous-jacente.
Plus en profondeur, sous cette couche, la température chute très rapidement, d'environ 20 °C en général. C'est la fine couche de transition entre les deux que l'on appelle « thermocline ». Sous la thermocline, la température continue de chuter avec la profondeur mais de manière beaucoup moins prononcée.
Dans les océans, 90 % de l'eau qui se situe au-dessous de cette thermocline a une température comprise entre 0 et 3 °C.

Cycle nycthéméral: Ce cycle inclut chez la plupart des espèces complexes une période de veille et une période de sommeil, ce qui correspond respectivement à un jour et une nuit pour les espèces diurnes (Un animal est dit diurne lorsqu'il est actif le jour.) et à l'inverse pour les espèces strictement nocturnes (Un animal est dit nocturne lorsqu'il est actif principalement la nuit). Ces cycles sont régulés par les variations rythmiques et naturelles de luminosité (intensité, durée du jour), avec parfois une influence de la température.

Ces cycles ne doivent pas être confondus avec la notion de rythme circadien, d'approximativement 24h, qui est déterminé par des causes endogènes (horloges biologiques). Le rythme circadien peut par exemple concerner des individus isolés du monde extérieur, ou des espèces vivant dans les grandes profondeurs terrestres ou marines.

Rythme circadien: Un rythme circadien est un rythme biologique d'une durée de 24 heures environ. Le rythme veille-sommeil est celui qui marque le plus nos vies quotidiennes. Il est présent chez la plupart voire la totalité des animaux, incluant les invertébrés. Le rythme circadien le plus visible chez les plantes concerne la position des feuilles et des pétales, qui se redressent ou s'ouvrent plus ou moins selon l'heure de la journée.

Lac et etang: Il existe aussi une thermocline, appelé métalimnion, qui se comporte assez différemment d'en mer, avec deux fois par an, une inversion de couche entre niveau profond et niveau superficiel. Des micros-courants font couler la couche superficielle au printemps et au début de l'hiver, permettant la survie des poissons près du fond (eau plus fraîche et mieux oxygénée en été, et plus tempérée en hiver).

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Les marées

La mer monte pendant environ 6heures et redescent ensuite. Ainsi durant une journée de 24heures, la mer montent 2 fois et descent 2 fois.

Tout ce qui est liquide à la surface de notre planète est attiré par la lune et le soleil. Lorsque la lune passe au dessus d'une mer ou d'un océan, l'eau se soulève. Cela forme un renflement dans sa direction.

En 24heures, la Terre a fait un tour sur elle même. il y aura donc eu 2 marées hautes (quand la masse d'eau est en face de la lune et quand la masse d'eau est à l'opposée de la lune) et 2 marées basses (quand la masse d'eau forme des angles de 90° et 270° par rapport à la lune).

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