Sciences de la Terre · Mers & Océans · Géophysique marine
L'océanographie est l'étude scientifique des océans sous tous leurs aspects : physique, chimique, biologique et géologique. Les océans couvrent 71 % de la surface terrestre, régulent le climat et abritent la majorité de la vie sur Terre.
Structure verticale
Physique & Dynamique
Transporte 30 Sv (sverdrups) d'eau chaude depuis le golfe du Mexique vers l'Europe du Nord. Principale source de chaleur du climat nord-atlantique. Partie de la circulation thermohaline.
Équivalent pacifique du Gulf Stream. Longe les côtes japonaises vers le nord-est. Transport de 42–70 Sv selon la saison. Fort impact sur le climat du Japon et de la côte pacifique nord-américaine.
Longe la côte ouest de l'Amérique du Sud. L'upwelling qu'il génère crée l'une des zones de pêche les plus productives du monde. Influence majeure sur le phénomène El Niño/La Niña.
Le plus puissant courant océanique : 100–150 Sv. Seul courant qui encercle la Terre sans obstacle continental. Connecte les trois grands océans et joue un rôle central dans la redistribution de la chaleur.
Circulation thermohaline globale pilotée par les différences de densité (température + salinité). Prend ~1 000 ans pour un tour complet. L'affaiblissement de l'AMOC est l'un des risques climatiques majeurs du XXIe s.
Remontée d'eaux froides, riches en nutriments, vers la surface. Favorisée par les vents côtiers et la force de Coriolis. Zones extrêmement productives : Pérou, Californie, Benguela, Maroc. Soutiennent 20 % des captures mondiales.
Chimie marine
| Paramètre / Composé | Valeur moyenne | Unité | Rôle écologique |
|---|---|---|---|
| Salinité | 34,5 – 35,5 | ‰ (PSU) | Densité, circulation thermohaline, osmorégulation |
| pH | 8,05 – 8,10 | unités pH | Acidification en cours (−0,1 depuis 1850) |
| Chlorure (Cl⁻) | 19,35 | g/kg | Ion le plus abondant de l'eau de mer |
| Sodium (Na⁺) | 10,76 | g/kg | Maintien de la pression osmotique |
| Oxygène dissous | 0–9 | mg/L | Respiration aérobie de toute la faune marine |
| CO₂ dissous | 90–100 | µmol/kg | Acidification, calcification des coraux |
| Nitrates + Phosphates | 0–45 µM / 0–3 µM | µmol/L | Facteurs limitants de la production primaire |
| Température de surface | -1,8 à +32 | °C | Contrôle la densité, les espèces présentes, l'évaporation |
Biodiversité & Écosystèmes
Qualifiés de « forêts tropicales de la mer », les récifs occupent 0,1 % de l'océan mais abritent 25 % de toutes les espèces marines (plus de 4 000 espèces de poissons). La Grande Barrière de Corail australienne est visible de l'espace. Les épisodes de blanchissement (2016, 2022) menacent ces écosystèmes fragiles au-delà de 2 °C de réchauffement.
Découvertes en 1977 (Galapagos Rift), les sources hydrothermales abritent des écosystèmes chémoautotrophes indépendants de la lumière. Bactéries sulfurorédctrices, vers tubicoles (Riftia, > 2 m), crabes Yeti, crevettes aveugle. Plus de 700 espèces endémiques identifiées, dont certaines inspirent la recherche sur la vie extraterrestre.
Le phytoplancton produit 50 % de l'oxygène atmosphérique terrestre (Prochlorococcus, Synechococcus, diatomées). Il fixe 45–50 GtC/an et constitue la base de toutes les chaînes alimentaires marines. Le suivi par satellite (couleur de l'eau, chlorophylle-a) révèle un déclin de 1 % par an dans certaines zones depuis 1950.
Défis & Menaces
Les océans ont absorbé 91 % de la chaleur excédentaire accumulée depuis 1970. La température de surface a augmenté de +0,9 °C en moyenne. Les zones mortes (hypoxiques) se sont multipliées par 4 depuis 1950, couvrant aujourd'hui 245 000 km². La stratification thermique réduit le mélange et appauvrit les eaux en nutriments.
Les océans absorbent 26–30 % du CO₂ atmosphérique. Le pH a déjà baissé de 8,18 à 8,07 (−0,1 unité), soit +30 % d'acidité depuis l'ère préindustrielle. L'acidification dissout les tests calcaires des coraux, mollusques, ptéropodes. À +2 °C, 99 % des récifs coralliens seraient condamnés.
8 millions de tonnes de plastiques entrent dans les océans chaque année. Le Great Pacific Garbage Patch couvre 1,6 million de km². Les microplastiques ont été retrouvés dans les fosses abyssales, les glaces polaires, le placenta humain. Les hydrocarbures contaminent les sédiments côtiers pour des décennies.
34,2 % des stocks mondiaux sont exploités à un niveau biologiquement non durable (FAO, 2022). La pêche illicite représente 26 millions de tonnes/an. Le chalutage de fond détruit 15 km² de fonds marins par heure. La surpêche du thon rouge, des requins et des baudroies menace ces populations d'extinction fonctionnelle.
Le niveau des mers a augmenté de 20 cm depuis 1900 (+3,7 mm/an depuis 2006, en accélération). Causes : dilatation thermique (60 %) et fonte des glaces (40 %). Projections GIEC 2021 : +0,3 à +1 m d'ici 2100 (scénario médian). 1 milliard de personnes vivent à moins de 10 m du niveau de la mer.
« Nous ne savons pas encore ce qu'il y a dans les profondeurs des océans. Il reste plus à découvrir dans ces abysses que sur la surface de la Lune. »— Dr Sylvia Earle, Mission Blue — océanographe, National Geographic Explorer