ORIGINE DES MOUVEMENTS OCEANIQUES

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1 ORIGINE DES MOUVEMENTS OCEANIQUES
On cherche à comprendre et à expliquer la répartition des mouvements océaniques

2 Mise en évidence des courants de surface
Dès le 13 novembre 2002, le pétrolier Prestige laisse échapper des hydrocarbures en mer au large de la Galice, au NO de l’Espagne. Il fait naufrage quelques jours plus tard. La dérive des polluants doit être évaluée afin d’organiser la récupération en mer et de mettre en place des protection côtières efficaces.

3 Des bouées au large du Portugal
3 bouées sont successivement immergées au-dessus de l’épave du Prestige, en un même endroit et à une même profondeur (environ 15 à 50m), mais à 3 dates différentes. Chaque bouée dérive à profondeur fixe, au gré des courants océaniques. Régulièrement, chaque bouée émerge un temps très court, signale sa position, puis replonge à sa profondeur de dérive.

4 Origine des courants océaniques de surface
CARTE DES COURANTS OCEANIQUES ET ATMOSPHERIQUES MOYENS

5 Un exemple de courant océanique de surface:le Gulf Stream « surveillé » par satellite
Le Gulf Stream, courant chaud issu des eaux de la mer des Caraïbes, circule au large des côtes américaines. La vitesse du Gulf Stream est de l’ordre de 2 m.s-1 et son débit est estimé à 50 millions de m3.s-1. Image thermique NOAA, 23 mai 2003

6 Bilan: origine des mouvements océaniques de surface:
Les vents sont responsables des vagues et des grands courants océaniques de surface. La direction des mouvements océaniques de surface est influencée par la force de Coriolis et par la présence des continents.

7 Les courants océaniques profonds
Depuis une cinquantaine d’années l’Homme a injecté dans l’atmosphère des substances radioactives. C’est le cas du tritium, dont la teneur a considérablement augmenté suite aux essais nucléaires réalisés à l’air libre au cours des années 50 – 60. Cet élément atmosphérique a pu diffuser dans les eaux superficielles. Sachant que les eaux de surface chaudes ne se mélangent pas avec les eaux de profondeurs plus froides. Si on retrouve du tritium en profondeur, c’est qu’il y a été entraîné par des courants « plongeants ». Quel est le moteur de la circulation des eaux profondes?

8 La circulation générale des eaux profondes
Les eaux froides et salées de l’Atlantique Nord plongent de 2000 à 3000 mètres de profondeur, « alimentant » ainsi les courants océaniques profonds. Elles s’écoulent ensuite très lentement (qques mm.s-1 ) vers l’Atlantique sud où elles se mélangent aux eaux froides antarctiques qui plongent au niveau de la mer de Weddell. Ces eaux ne referont surface dans l’océan Indien ou le Pacifique que quelques siècles plus tard.

9 Quelques observations préliminaires:
Les eaux des océans Arctique et Antarctique sont caractérisées par leur faibles température moyenne et leur faible salinité par rapport aux valeurs moyennes des eaux océaniques de surface. Lors de la prise de glace, ces eaux sont localement plus salées, notamment au contact de la banquise. Expérience: On remplit un aquarium avec de l’eau douce à 20°C; On remplit l’aquarium au 3/5 avec une solution saline (NaCl à 10 g/L) colorée à l’éosine (Fig.a); On remplit à nouveau l’aquarium à moitié avec cette fois une solution saline (NaCl à 30 g/L) colorée au bleu de méthylène (Fig. b). Que peut-on observer? Quelle explication donner?

10 Une mise en évidence expérimentale
Problème: On cherche à montrer que la salinité et la température sont des paramètres capables, par leur effet sur la densité de l’eau, d’engendrer des courants au sein d’un liquide. Pour cela on dispose: D’un dispositif comprenant 2 récipients ouverts vers le haut et reliés entre eux par 2 tuyaux transparents; D’eau douce chaude ou glacée et d’eau salée à température ambiante; De colorants;

11 Interprétation: influence de la température de l’eau
Schéma d’interprétation de l’influence de la température sur la circulation de l’eau

12 Interprétation: Influence de la salinité de l’eau
Schéma d’interprétation de l’influence de la salinité sur la circulation de l’eau

13 Schéma-bilan: origine de la circulation océanique profonde
Rayonnement solaire Intense Rayonnement solaire faible transfert de chaleur VENT Formation de la Courant océanique de surface Eau de faible densité Expulsion de sel Enfoncement d’eaux froides et sursalées Courant océanique de profondeur Eau de forte densité