TSS-Exo 1-03 L`Océan Arctique et l`Atlantique Nord

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Ex 1.3 - L’Océan Arctique et l’Atlantique Nord
En vous appuyant sur les documents fournis, répondre aux questions
suivantes :
1.a. Expliquez l’allure des courbes de température et de salinité du
diagramme 1 (Document 3). [2 pts]
1.b. Comment est-il possible que l’eau de l’Atlantique se trouvant à
25°N soit moins dense que l’eau de ce même océan à 50°N, alors qu’elle
est plus salée ? [1 pt]
2. Quels sont les paramètres qui déterminent le mouvement des masses
d’eau océaniques les unes par rapport aux autres ? [1 pt]
3. Vous rédigerez en 30 lignes maximum, une synthèse argumentée
répondant à la problématique suivante :
« Vous décrirez dans un premier temps les échanges de masse d’eau
entre l’océan arctique et l’Atlantique Nord. Le mouvement des masses
d’eau devra être interprété en utilisant vos connaissances de sciences
physiques. Vous expliquerez dans un deuxième temps comment la
circulation de l’eau dans l’océan arctique est reliée à la circulation
thermohaline globale ? » [5 pts]
Document 1 : Les courants marins, des distributeurs de chaleur
Les océans ne sont pas immobiles. Au contraire, courants de surface et courants profonds les animent en permanence. Les courants de surface (0,1 à
0,5 m/s) sont entraînés par l’action des vents ; les courants profonds, beaucoup plus lents, sont dus aux différences de densité de l’eau de mer, réglées
par les températures et les salinités. Tous ces courants sont, lors de leurs déplacements, déviés par la rotation du globe (force de Coriolis).
L’océan reçoit beaucoup de chaleur sous les tropiques. De là, les courant de surface transportent les eaux chaudes vers les hautes latitudes, où la
chaleur est restituée à l’atmosphère. Ensuite, l’eau, refroidie et donc plus lourde, plonge en profondeur et repart vers les tropiques, emportée par la
circulation profonde (eau profonde nord atlantique par exemple).
Les masses d’eau océaniques tempèrent ainsi les rigueurs des régions froides et modèrent la température des régions chaudes. Comprendre la
circulation océanique mondiale c’est donc mieux comprendre les climats de la Terre ; et toute variation océanique altère les climats.
Document 2 : La circulation thermohaline
Document 3 : Relations entre densité, salinité, latitude et température
température (°C)
25
20
15
10
5
0
30 32 34 36 38 34
salinité (‰)
température (°C)
densité salinité (‰)
30
-10
0
10
20
1,022
1,024
1,026
1,028
1,030
1,022
1,024
1,026
1,028
33
34
35
36
37
latitude
S N 60° 60° 40° 20° 0° 20° 40°
densité
salinité
température
Diagramme 1
:
Salinité, température et densité de l’eau dans
l’océan Atlantique en fonction de la latitude
Diagramme 2
:
Densité de l’eau en fonction de la
salinité et de la température

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Document 4 : L’océan arctique est enserré par des continents
Toutes les eaux venues de l’Atlantique Nord y retournent, car la sortie vers le Pacifique est condamnée. Au niveau des îles Svalbard (nord de la
Norvège), les eaux atlantiques, plus salées et plus denses quoique moins froides, plongent sous les eaux polaires formées en surface dans le vaste
bassin. Là, ces eaux pénètrent en profondeur dans le vaste bassin boréal, où on les reconnaît à leur température toujours positive et leur salinité
supérieure à 35 ‰. En Arctique, c’est la salinité de l’eau de mer qui conditionne les plongées d’eau à très grande profondeur, plus encore que la
température. (En effet, la salinité de surface de l’océan arctique est faible en raison par exemple d’un excès de précipitations ou d’apports d’eau douce
par les fleuves). Cette masse d’eau intermédiaire longe tout d’abord le talus eurasiatique, puis, piégée dans les bassins sous-marins successifs, s’en
retourne et ressort par le profond sillon de la Léna (entre les îles Svalbard et le Groënland) vers le bassin Scandinave et la mer du Groenland.
Document 5 : Les entrées d’eau dans l’océan arctique
L’eau qui pénètre dans l’océan Arctique par le détroit de
Béring (entre la Russie et l’Alaska), poussée par le
courant giratoire de la mer de Béring, est réduite à une
couche superficielle (seuil d’une quarantaine de mètres de
profondeur) ; côté Atlantique en revanche, la branche du
puissant courant nord atlantique, qui rentre le long de la
Norvège, est large et généreuse. Ainsi, si l’océan
Antarctique est le rond-point des eaux océaniques
mondiales, l’océan Arctique, au contraire, en est en
quelque sorte le cul-de-sac, le point de rebroussement.
Bien que l’océan Arctique soit presque totalement
« fermé », il communique cependant avec l’océan
Atlantique de façon non négligeable. Chaque seconde, ce
sont des millions de tonnes d’eau qui entrent ou qui
sortent du bassin Arctique.
Un sverdrup (Sv) est égal à 10
6
m
3
/s. 1 Sv = débit de tous les fleuves de la Terre. Pour info : Gulf stream = 90 Sv.
La carte ci-dessus indique que chaque seconde, 7 500 000 m
3
entrent dans le bassin Arctique provenant de l’océan Atlantique. L’équivalent en sort
aussitôt, mais par un « chemin » différent. Cette eau « atlantique » n’est pas la seule à entrer dans le bassin. Il faut y ajouter les eaux douces, qui
proviennent des rivières, de la fonte des glaces continentales et des précipitations.
Au fond de l’océan Arctique, l’eau peut s’en
échapper vers le sud en débordant au-dessus
des seuils sous-marins du détroit du
Danemark et des îles Féroé (se trouvant entre
l’Islande et l’Écosse). Ainsi naît le courant de
fond de l’Atlantique Nord, qui s’écoule en
véritables « cataractes géantes » sous-
marines. Au sud du seuil groenlando-
islandais, l’eau forme une cataracte de 2 000
mètres de dénivelé et de 200 km de large ;
vers 3 500 m de profondeur, elle constitue
l’eau profonde de l’Atlantique Nord. Ces
cataractes ont un débit au moins 25 fois plus
important que celui de l’Amazone !

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Correction
1.a. Plus l’eau est proche de l’équateur, plus elle reçoit d’énergie solaire
et donc plus elle est chaude.
La salinité diminue vers les pôles, à cause de la fonte de la glace,
constituée d’eau douce. De plus, dans la zone arctique, les
précipitations et les arrivées de fleuves contribue également à une
baisse de la salinité.
La salinité augmente à mesure que l’on se rapproche de l’équateur, car,
sous l’action du soleil, une partie de l’eau s’évapore et donc l’eau
restante se concentre en sel. Enfin, le baisse relative de salinité au niveau
de l’équateur est due aux fortes précipitations propres à ces latitudes,
qui diluent l’eau de mer, la rendant moins salée.
1.b. D’après le diagramme 2, la densité de l’eau dépend de 2
paramètres : salinité et température. L’eau de l’Atlantique nord à 50°N
est certes moins salée, mais plus froide, c’est pourquoi elle plus dense.
2. Document 1 : en surface, les courants sont dus aux vents. Les
courants profonds sont dus à des différences de densité et donc de
température et de salinité. Ces courants sont déviés par les forces de
Coriolis.
3. Synthèse argumentée
Introduction : nous allons décrire et expliquer les échanges d’eau entre
l’Atlantique Nord et l’Océan Arctique et nous verrons comment les
courants arctiques sont liés aux courants dans le reste du monde.
1
ère
partie : (tout se trouve dans le document 4). L’eau qui arrive de
l’Atlantique Nord plonge sous les eaux polaires dans les profondeurs
du bassin boréal à cause de sa densité : bien que moins froide, l’eau de
l’Atlantique Nord est plus dense à cause de son importante salinité
comparée à celle des eaux polaires. Après avoir fait le tour du bassin
boréal, en profondeur (il n’y a aucune autre sortie), ressort par le sillon
de la Léna et plonge dans les profondeurs de l’Atlantique, car,
devenue plus froide, elle est plus dense que les eaux de l’Atlantique qui
pénètrent dans le bassin arctique.
2
ème
partie : (document 5) Les échanges avec l’océan Pacifique, via le
détroit de Béring, sont très superficiels. Les seuls échanges importants
se font avec l’Atlantique. Cet échange avec l’Atlantique permet de
refroidir ses eaux et ainsi de créés des courants profonds qui ont des
conséquences sur l’ensemble des courants marins du monde
(document 2).
Conclusion : Bien que l’Océan Arctique n’ait d’échanges significatifs
qu’avec l’Atlantique Nord, ces échanges ont une influence sur
l’ensemble de la circulation thermohaline du globe.
Barème synthèse
Arguments 1
ère
partie : 2 pts
Arguments 2
ème
partie : 2 pts
Structure claire de la synthèse : 0,5 pt
Qualité du français : 1 pt