Fiche de révision : Océan et dynamique océanique

📋 Plan du Cours

1. Caractéristiques géographiques de l’océan
2. Salinité et sels dissous
3. Densité et stratification océaniques
4. Circulation thermohaline profonde
5. Circulation superficielle et gyres
6. Couplages entre circulation et biologie
7. Océan et dérèglement climatique

📖 1. Caractéristiques géographiques de l’océan

★ À maîtriser

• L’océan couvre 71 % de la surface terrestre.

• La salinité moyenne de l’océan est d’environ 34,5 g/kg.

Compléments

• La profondeur moyenne de l’océan est de 3700 m.

• La température moyenne de l’océan est d’environ 3,0 °C.

📖 2. Salinité et sels dissous

★ À maîtriser

• À la surface des océans, l’évaporation retire de l’eau douce et concentre les sels dissous, tandis que les précipitations et les apports d’eau douce diluent les sels.

📐 Formule - Le bilan de salinité de surface est $S = E - (P + F)$, où E représente l’évaporation, P les précipitations et F les apports fluviaux d’eau douce.

Compléments

• Les sources d’éléments dissous comprennent :

  • les eaux continentales
  • les volcans
  • l’hydrothermalisme

• Les puits d’éléments dissous comprennent :

  • la biologie et la sédimentation
  • l’hydrothermalisme
  • les évaporites

💡 Astuce mémo

Évaporation → salinité augmente ; apport d’eau douce → salinité diminue.

📖 3. Densité et stratification océaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Anomalie de densité : L’anomalie de densité est définie par $\sigma = \rho - 1000$, où ρ est la masse volumique de l’eau de mer en kg/m³.
• Thermocline : Zone de transition thermique rapide entre les eaux de surface et les eaux profondes, où le gradient de température est le plus fort.
• Couche de mélange : Couche de surface homogène en densité, donc en salinité et en température.

📝 Points essentiels

• La masse volumique de l’eau océanique varie de 1024 à 1027 kg/m³.

• La thermocline permanente présente sa variation maximale de température entre 200 et 1000 m, avec une température indiquée de 4 à 25 °C.

• Dans l’hémisphère Nord, la thermocline saisonnière est maximale en août et la couche de mélange est alors peu profonde ; en mars, la thermocline saisonnière est absente et la couche de mélange est profonde.

💡 Astuce mémo

Thermocline : transition thermique rapide ; couche de mélange : densité homogène.

📖 4. Circulation thermohaline profonde

🔑 Notions clés & Définitions

• Circulation thermohaline : Circulation méridienne de retournement à grande échelle, forcée par les variations de densité liées à la température et à la salinité, dans laquelle les eaux plongent en profondeur puis remontent vers la surface.

★ À maîtriser

• Dans l’Atlantique Nord, les eaux qui se refroidissent et/ou deviennent plus salées plongent jusqu’à 2000–4000 m et forment l’Eau Profonde Nord Atlantique.

Compléments

• Dans l’océan Austral, les eaux plongent à plus de 4000 m et forment l’Eau Antarctique de Fond.

• Le voyage schématisé des eaux océaniques dans la circulation thermohaline s’effectue à l’échelle du millénaire.

💡 Astuce mémo

Refroidissement ou salinisation → densification → plongée des eaux.

📖 5. Circulation superficielle et gyres

🔑 Notions clés & Définitions

• Topographie dynamique : La topographie dynamique est la différence entre le niveau de la mer et le niveau du géoïde ; elle permet de calculer la vitesse des courants.

★ À maîtriser

• L’effet direct du vent sur les courants est limité aux 50–100 m supérieurs et, sous l’effet de la friction et de Coriolis, le courant est orienté à environ 90° de la direction du vent.

• À l’équateur, la convergence des alizés associée à la ZCIT provoque une divergence des courants de surface, qui crée un creux du niveau marin et induit un upwelling.

• Au centre des gyres subtropicaux, le transport d’Ekman provoque une convergence de l’eau sous les zones de haute pression atmosphérique et un downwelling.

• La circulation superficielle comprend cinq gyres anticycloniques subtropicaux avec des courants de bord ouest intenses et quatre gyres cycloniques (sub)polaires, dont trois sont des sites de formation d’eau dense profonde.

Compléments

• La force de Coriolis diminue vers l’équateur jusqu’à devenir nulle.

💡 Astuce mémo

Transport d’Ekman → convergence ou divergence → plongée ou remontée d’eau.

📖 6. Couplages entre circulation et biologie

★ À maîtriser

📌 La photosynthèse a lieu uniquement en surface, tandis que la respiration se déroule en surface et en profondeur.

• Les upwellings des Canaries-Mauritanie, du Benguela, de Californie et du Pérou-Chili (courant de Humboldt) soutiennent des pêcheries représentant environ 17 % des pêches mondiales sur environ 0,02 % de la surface océanique.

Compléments

• En région tempérée, la lumière limite d’abord la production phytoplanctonique, puis l’efflorescence est suivie d’une limitation par les nutriments.

• Les courants de bord est des gyres subtropicaux qui produisent des upwellings sont des zones d’intense production biologique.

📖 7. Océan et dérèglement climatique

📝 Points essentiels

• L’océan a absorbé 91 % de l’excès d’énergie qui ne pouvait ressortir au sommet de l’atmosphère à cause des gaz à effet de serre.

• La dilatation de l’océan due au réchauffement est responsable d’environ 50 % de la montée du niveau de la mer.

• Entre 2011 et 2020, l’océan a absorbé environ 25 % des émissions anthropiques de CO₂.