L`océan

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LA MACHINE CLIMATIQUE
L’océan
L’océan est un autre acteur majeur du climat :
il échange en permanence de la chaleur avec
l’atmosphère, circule d’un bout à l’autre
du globe terrestre et intervient dans
le cycle du carbone.
Coucher du soleil sur l’océan Atlantique durant la campagne
océanographique Pomme 1 (2001) dont l'objectif était de suivre
le réchauffement des couches de surface et les différentes étapes
de production de biomasse ainsi que l’impact sur le bilan
de carbone dans l'océan.
© CNRS Photothèque, Peggy Rimmelin et Camila Fernandez
Océan Arctique nord
© CNRS Photothèque, Xavier Fain
UN RÉSERVOIR DE CHALEUR
L’océan reçoit son énergie du rayonnement solaire,
qui ne réchauffe cependant que sa couche de surface
(quelques dizaines de mètres).
Il se refroidit principalement par évaporation, mais aussi
par transfert direct de chaleur à l’atmosphère et par émission
d’un rayonnement infrarouge.
UN SYSTÈME
DYNAMIQUE LENT
La densité est un facteur fondamental de
la dynamique des océans. Les eaux les moins
denses sont toujours situées en surface,
les plus denses en profondeur. Quand une eau de
surface devient plus salée ou plus froide et donc
plus dense que les eaux environnantes, elle
plonge vers le fond, engendrant une circulation.
L’océan a une forte inertie thermique : pour une même
quantité d’énergie absorbée, il se réchauffe beaucoup moins,
et moins vite, que l’atmosphère ou les continents, ce qui lui
permet de stocker de grandes quantités d’énergie thermique.
Les courants de surface sont principalement
induits par l’action des vents. Les courants
profonds, plus lents et beaucoup plus
volumineux, sont dus aux variations de densité
des eaux ; on parle alors de circulation
thermohaline.
Distribution des températures de l’océan mondial, en surface et à 1000 mètres de profondeur : l’océan reçoit
davantage d’énergie à l’équateur qu’aux pôles, et l’eau devient rapidement plus froide en profondeur. La majeure
partie des eaux océaniques est à moins de 4°C. © Mercator Océan
L’océan transporte ainsi en surface les eaux
chaudes des tropiques vers les pôles et ramène
en profondeur les eaux froides des hautes
latitudes vers les tropiques. Cette circulation
globale peut être comparée à un grand tapis
roulant, que les eaux mettent plus de mille ans
à parcourir.
UN PUITS DE CARBONE
L’océan est le plus grand réservoir de carbone
de la planète. Il en renferme une quantité importante
dissoute dans l’eau, car le dioxyde de carbone (CO2)
est très soluble dans l’eau froide (très peu dans l’eau
chaude), mais aussi incorporée dans la matière et
les résidus organiques qu’il contient.
L’océan est un puits de carbone. Il peut le soutirer
de l’atmosphère de deux manières :
● les eaux de surface froides et chargées en CO2
dissous sont entraînées par la circulation thermohaline
vers des couches profondes où le CO2
se trouve isolé de l’atmosphère ;
● le plancton végétal
synthétise sa matière
organique (carbonée) par
photosynthèse à partir du
Circulation océanique globale : aux pôles, le refroidissement en hiver
et la formation de la glace de mer, qui tend à augmenter la salinité de l’eau libre,
CO2 dissous ; il est entraîné
entraînent une augmentation de la densité et donc la mise en mouvement vertical
à sa mort vers le fond où il se
des eaux superficielles qui plongent vers le fond.
décompose
Phytoplancton marin : diatomée centrale
en libérant le CO2.
(taille : 200 microns) du genre Gossleriella.
© CNRS Photothèque, Claude Carre
L’océan est aussi une source de carbone : le
CO2 séquestré sera en effet restitué à l’atmosphère au
niveau des remontées d’eaux profondes, mais cela
prendra un temps très long (500 à 1000 ans).
En temps normal, le bilan
est équilibré, mais avec
l’augmentation récente
de la concentration du CO2
atmosphérique due
aux activités humaines, l’océan
en stocke davantage qu’il
n’en restitue : il absorbe
actuellement un tiers de ce
carbone anthropique rejeté
dans l’atmosphère.
À bord du Marion Dufresne au voisinage des îles
Kerguelen (océan Austral), mise à l'eau de filets pour
la collecte du plancton, dans le cadre de la campagne
océanographique Keops visant à mieux comprendre
les mécanismes de pompage biologique du carbone.
© CNRS Photothèque / KEOPS
Phytoplancton marin : chaîne de diatomées centriques.
© CNRS Photothèque, Claude Carre
Son inertie et sa capacité
thermiques, ainsi que
son aptitude à séquestrer
le dioxyde de carbone, font
de l’océan un temporisateur
des fluctuations climatiques.