Objectifs de la leçon

• Expliquer l’importance des océans.
• Décrire la composition de l’eau des océans.
• Définir les parties de la colonne d’eau et les divisions océaniques.

Vocabulaire

• zone photique
• biomasse
• zone intertidale
• zone noétique
• océanique. zone
• zone photique
• salinité
• colonne d’eau

Introduction

En tant que créatures terrestres, les humains pensent à l’importance des surfaces terrestres de la planète. Mais la Terre est surtout une planète d’eau. Depuis l’espace, la domination de l’eau est évidente (figure ci-dessous). La plupart de l’eau de la Terre se trouve dans les océans.

Parce que tous les océans de la Terre sont en quelque sorte reliés, ce chapitre devrait-il être intitulé « L’océan de la Terre » ou « Les océans de la Terre » ? Essayez de décider à la fin du chapitre.

Une animation vous aidera à voir les un, trois, quatre ou cinq océans de la Terre : http://en.wikipedia.org/wiki/File:World_ocean_map.gif.

Signification des océans

La Terre ne serait pas la même planète sans ses océans.

Modère le climat

Les océans, ainsi que l’atmosphère, maintiennent des températures assez constantes dans le monde entier. Alors que certains endroits sur Terre peuvent atteindre un froid de -70oC et d’autres une chaleur de 55oC, l’écart n’est que de 125oC. Sur Mercure, les températures vont de -180oC à 430oC, soit une amplitude de 610oC.

Les océans, ainsi que l’atmosphère, distribuent la chaleur autour de la planète. Les océans absorbent la chaleur près de l’équateur et déplacent ensuite cette énergie solaire vers des régions plus polaires. Les océans modèrent également le climat au sein d’une région. À la même latitude, l’amplitude thermique est plus faible dans les terres proches des océans qu’éloignées des océans. Les températures estivales ne sont pas aussi chaudes, et les températures hivernales ne sont pas aussi froides, car l’eau met beaucoup de temps à se réchauffer ou à se refroidir.

Cycle de l’eau

Les océans sont une partie essentielle du cycle de l’eau de la Terre. Comme ils couvrent une grande partie de la planète, la plupart de l’évaporation provient de l’océan et la plupart des précipitations tombent sur les océans.

Riche en biologie

Les océans abritent une énorme quantité de vie. C’est-à-dire qu’ils possèdent une formidable biodiversité (figure ci-dessous). De minuscules plantes océaniques créent la base d’un réseau alimentaire qui soutient toutes sortes de formes de vie. La vie marine constitue la majorité de la biomasse sur Terre. (La biomasse est la masse totale des organismes vivants dans une zone donnée.) Ces organismes nous fournissent de la nourriture et même l’oxygène créé par les plantes marines.

Marge continentale

Rappellez-vous du chapitre sur la tectonique des plaques que le plancher océanique n’est pas plat : les dorsales médio-océaniques, les fosses marines profondes et d’autres caractéristiques s’élèvent toutes brusquement au-dessus des plaines abyssales ou plongent profondément en dessous. En fait, la plus haute montagne de la Terre est le volcan Mauna Kea, qui s’élève à 10 203 m (33 476 pieds) du fond de l’océan Pacifique pour devenir l’une des montagnes volcaniques d’Hawaï. Le canyon le plus profond se trouve également au fond de l’océan, le Challenger Deep dans la fosse des Mariannes, 10 916 m (35 814 ft).

La marge continentale est la transition entre la terre et la mer profonde ou, géologiquement parlant, entre la croûte continentale et la croûte océanique. Plus d’un quart du bassin océanique est constitué de marge continentale. (Figure ci-dessous).

Composition de l’eau de l’océan

Souvenez-vous du chapitre du minéral que H2O est une molécule polaire donc elle peut dissoudre de nombreuses substances (Figure ci-dessous). Les sels, les sucres, les acides, les bases et les molécules organiques peuvent tous se dissoudre dans l’eau.

D’où vient le sel contenu dans l’eau de mer ? Lorsque l’eau se déplace à travers la roche et le sol sur terre, elle capte des ions. C’est le revers de la médaille de la météorisation. Les sels constituent environ 3,5 % de la masse de l’eau des océans, mais la teneur en sel ou la salinité est différente selon les endroits.

Quelle serait la salinité dans un estuaire ? Là où l’eau de mer se mélange à l’eau douce, la salinité est inférieure à la moyenne.

Que serait la salinité là où il y a beaucoup d’évaporation ? Là où il y a beaucoup d’évaporation mais peu de circulation d’eau, la salinité peut être beaucoup plus élevée. La mer Morte a une salinité de 30 %, soit près de neuf fois la salinité moyenne de l’eau des océans (figure ci-dessous). Pourquoi pensez-vous que cette masse d’eau est appelée la mer Morte ?

Des cartes océaniques interactives peuvent montrer la salinité, la température, les nutriments et d’autres caractéristiques : http://earthguide.ucsd.edu/earthguide/diagrams/levitus/index.html.

Avec autant de substances dissoutes mélangées dans l’eau de mer, quelle est la densité (masse par volume) de l’eau de mer par rapport à l’eau douce ?

La densité de l’eau augmente lorsque :

• la salinité augmente
• la température diminue
• la pression augmente

Les différences de densité de l’eau sont responsables des courants océaniques profonds, comme nous le verrons dans la leçon sur les mouvements océaniques.

La colonne d’eau

En 1960, deux hommes à bord d’un sous-marin spécialement conçu, le Trieste, sont descendus dans une fosse sous-marine appelée Challenger Deep (10 910 mètres) (figure ci-dessous).

La profondeur moyenne de l’océan est de 3 790 m, beaucoup plus superficielle que les tranchées profondes mais tout de même une profondeur incroyable pour que les créatures marines puissent y vivre. Pourquoi est-il si difficile de vivre au fond de l’océan ? Les trois principaux facteurs qui rendent l’océan profond difficile à habiter sont l’absence de lumière, la basse température et la pression extrêmement élevée.

Divisions verticales

Pour mieux comprendre les régions de l’océan, les scientifiques définissent la colonne d’eau par la profondeur. Ils divisent l’ensemble de l’océan en deux zones verticales, en fonction du niveau de lumière. Les grands lacs sont divisés en régions similaires.

• La lumière du soleil ne pénètre la surface de la mer que jusqu’à une profondeur d’environ 200 m, créant la zone photique (photique signifie lumière). Les organismes qui font de la photosynthèse dépendent de la lumière du soleil pour se nourrir et sont donc limités à la zone photique. Comme de minuscules organismes photosynthétiques, connus sous le nom de phytoplancton, fournissent presque toute l’énergie et les nutriments au reste du réseau alimentaire marin, la plupart des autres organismes marins vivent dans la zone photique ou la visitent au moins.
• Dans la zone aphotique, il n’y a pas assez de lumière pour la photosynthèse. La zone aphotique constitue la majorité de l’océan, mais elle abrite une quantité relativement faible de sa vie, tant en diversité de type qu’en nombre. La zone aphotique est subdivisée en fonction de la profondeur (figure ci-dessous).

Divisions horizontales

Le fond marin est divisé en zones décrites ci-dessus, mais l’océan lui-même est également divisé horizontalement par la distance au rivage.

• Plus près du rivage se trouve la zone intertidale (littorale), la région entre les marques de marée haute et basse. La caractéristique de la zone intertidale est le changement : l’eau est en mouvement constant sous l’effet des vagues, des marées et des courants. La terre est parfois sous l’eau et parfois exposée.
• La zone néritique est à partir de la laisse de marée basse et descend progressivement vers le bord du côté mer du plateau continental. Une partie de la lumière solaire pénètre ici jusqu’au fond de la mer.
• La zone océanique est tout le reste de l’océan à partir du bord inférieur de la zone néritique, où la lumière solaire n’atteint pas le fond. Le fond marin et la colonne d’eau sont encore subdivisés, comme on le voit dans l’image ci-dessus).

Résumé de la leçon

• Les océans contribuent à modérer les températures de la Terre.
• Les principaux éléments de l’eau de mer sont le chlore, le sodium, le magnésium, le sulfate et le calcium.
• La salinité moyenne des océans est d’environ 3,5%.
• Dans l’eau de mer, si l’évaporation est importante, la salinité est élevée. Si de l’eau douce s’y mélange, la salinité est faible.
• Dans la zone photique, il y a assez de lumière disponible pour la photosynthèse.
• La grande majorité de l’océan se trouve dans la zone aphotique, où il n’y a pas assez de lumière pour la photosynthèse.
• Le plancher océanique mesure en moyenne 3 790 m mais les fosses océaniques peuvent atteindre 10 910 m de profondeur.
• Les zones néritiques sont des régions littorales, y compris la zone intertidale. Les zones océaniques sont des régions au large de l’océan.

Questions récapitulatives

1. Quel pourcentage de la surface de la Terre est recouvert d’eau ?
2. Comment les océans aident-ils à modérer les températures de la Terre ?
3. Quelle est la substance la plus courante qui est dissoute dans l’eau des océans ?
4. Définissez la densité. Pourquoi la densité est-elle importante pour la colonne d’eau ?
5. Comparer et opposer les zones photique et aphotique.
6. Décrire brièvement les types d’organismes que l’on trouve dans les zones intertidale, néritique et océanique.

Points à considérer

• Comment les mouvements de l’eau tels que les marées et les vagues affectent-ils les créatures vivantes dans et près de la mer ?
• Est-il possible d’avoir une rivière au milieu de l’océan ?
• Quels facteurs affectent le mouvement de l’eau de l’océan ? Comment ces facteurs affectent-ils le climat de la planète et l’écosystème de l’océan ?

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