TSS-Exo 1-03 L`Océan Arctique et l`Atlantique Nord
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TS spé www.pichegru.net 2016 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] 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] 2. Quels sont les paramètres qui déterminent le mouvement des masses d’eau océaniques les unes par rapport aux autres ? [1 pt] 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 densité salinité (‰) 30 25 température (°C) 37 10 température (°C) 20 température 20 1,022 36 1,028 salinité 1,026 1,024 1,026 15 35 1,028 1,030 0 34 1,024 densité -10 33 1,022 latitude S 60° 10 40° 20° 0° 5 salinité (‰) 0 20° 40° 60° N Diagramme 1 : Salinité, température et densité de l’eau dans l’océan Atlantique en fonction de la latitude 30 32 34 36 38 Diagramme 2 : Densité de l’eau en fonction de la salinité et de la température -1- 34 TS spé www.pichegru.net 2016 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. 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 » sousmarines. Au sud du seuil groenlandoislandais, 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 ! 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 106 m3/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 m3 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. -2- TS spé www.pichegru.net 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. 1ère 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. 2ème 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 1ère partie : 2 pts Arguments 2ème partie : 2 pts Structure claire de la synthèse : 0,5 pt Qualité du français : 1 pt -3- 2016
