Les fiches de l'institut
Rédigées par des experts...
CONSULTEZ ET TÉLÉCHARGEZ LIBREMENT TOUTES NOS FICHES
Fidèle à ses missions, l’Institut océanographique met à disposition de ses publics, depuis 2011, des synthèses pour promouvoir la connaissance et la protection de l’Océan.
Ces fiches sont rédigées par des membres du Conseil scientifique de l’Institut mais également par certains des plus grands experts de l’océan. Elles vous sont proposées pour vous permettre de mieux comprendre ce qui se joue aujourd’hui en matière de fonctionnement de l’Océan, de biodiversité marine et de rapports Homme/Océan.
Elles sont classées par numéro d’ordre de publication et avec un code couleur en fonction du thème de la fiche et des sous-thématiques liées.
L'Homme et l'Océan
- Ressources marines
- Risque environnemental
- Pollution des océans
- Droit de la mer, droit maritime, conventions autour de la mer et organisations internationales
- Sciences participatives, médiation
- Innovations scientifiques et nouvelles technologies
- Art et science
Le fonctionnement de l'Océan
- Géosciences
- Chimie de l’eau de mer
- Biogéochimie
- Climat, interactions Océan/Atmosphère, dynamique océanique
La biodiversité marine
- Études sur la biodiversité
- La diversité biologique, apparition de la Vie
- Les menaces actuelles sur la biodiversité marine
- Protection de la biodiversité
Le climat du nord de l’Afrique a été le théâtre d’une variation rapide il y a environ 10 000 ans. Le Sahara était alors une région couverte de végétation, alors que l’on n’y observe aujourd’hui que des sols secs et dénudés. Cette oscillation, entre un climat humide et une aridification, est revisitée à l’aide d’outils géochimiques performants. Ce travail, portant sur les 20 000 dernières années, permet d’établir un lien entre les variations paléo-environnementales et les phases d’évolution et/ou d’occupation humaines le long du bassin-versant du Nil.
Les vagues scélérates sont des vagues isolées anormalement élevées, comparées au champ de vagues avoisinantes. Elles sont dangereuses parce qu’inattendues, dans un champ de vagues donné auquel les marins se sont adaptés spontanément, et elles échappent à leur vigilance. Dans certains cas, elles peuvent atteindre 30 m de hauteur. Les marins y sont de plus en plus attentifs car elles sont plus fréquemment reportées par les navigants, de nos jours. Elles font, depuis peu, l’objet d’approches plus scientifiques.
Un tsunami est une vague générée par un mouvement brusque du fond marin. Caractérisé par une grande longueur d’onde, un tsunami ne perd que très peu de son énergie mécanique lors de sa progression et peut traverser un océan entier : des tsunamis distants peuvent être tout aussi dévastateurs que des tsunamis locaux. Leur vitesse de propagation parfois très élevée accroît les contraintes des systèmes d’alerte aux tsunamis distants et rend nécessaire l’éducation des populations, lorsqu’il s’agit de tsunamis locaux. La morphologie des côtes peut accentuer ou atténuer les processus d’amplification des tsunamis.
En Arctique, le réchauffement des surfaces ainsi que le recul de la banquise sont exceptionnels par rapport aux 1 400 années précédentes. Des changements spectaculaires interviennent sur la cryosphère. À grande échelle, actuellement, c’est l’influence humaine qui domine pour le réchauffement arctique.
En revanche, celui du Groenland est dû pour 1/3 à l’influence humaine, et pour 2/3 à la configuration de la circulation atmosphérique. La fonte des glaces de l’Arctique sera amenée à se poursuivre, même dans les scénarios les plus optimistes de maîtrise des rejets de gaz à effet de serre.
Des sorties de fluides froids au fond de la mer, en particulier au sein des marges continentales, sont encore peu connues et vraisemblablement plus abondantes que celles issues de l’hydrothermalisme. Ces fluides peuvent être émis, suivant leur profondeur d’origine, à des températures de plusieurs dizaines de degrés. La mise en évidence de l’importance de ces fluides est relativement récente. Localement, ces fluides libérés en fond de mer peuvent avoir un important impact sur l’environnement profond et l’installation d’écosystèmes spécifiques.
La cinématique des plaques est l’étude des mouvements passés et actuels des plaques tectoniques qui constituent l’enveloppe la plus superficielle de la terre solide appelée lithosphère. Elle n’est que le prolongement quantitatif de la théorie de la tectonique des plaques, pressentie par Wegener sous le nom de « dérive des continents », au début du siècle dernier, mais dont les concepts furent définitivement établis au milieu des années 1960.
Les dorsales océaniques sont le siège d’une intense activité tectonique, volcanique et hydrothermale. L’eau de mer s’infiltre et percole à travers les zones perméables ainsi créées. Elle se réchauffe de plusieurs centaines de degrés par kilomètre, réagit fortement avec les roches qu’elle traverse et se charge de nombreux éléments chimiques, ainsi qu’en métaux dissous. Plus chaude, elle remonte et jaillit sur le fond de la mer. Son refroidissement brutal, par mélange avec de l’eau à 2 °C, entraîne la cristallisation des éléments dissous qui forment alors des sulfures métalliques.
L’océanographie physique de la mer Méditerranée dépend essentiellement des échanges d’eau entre la mer et l’atmosphère, mais aussi de l’effet Coriolis, dû à la rotation de la Terre.
Le climat méditerranéen est relativement sec. Les pertes de la mer par évaporation ne sont pas compensées par les apports des précipitations et des fleuves, et, si elle ne communiquait pas avec l’océan Atlantique, son niveau baisserait d’environ un mètre par an !
La « machine Méditerranée » transforme des eaux océaniques ayant des caractéristiques relativement variables, en une série d’eaux, plus froides et plus salées, aux caractéristiques relativement spécifiques.
Le Giec a été créé en 1988 avec la mission de faire le point des connaissances sur le changement climatique. Sous la tutelle de l’OMM et du PNUE, les experts répartis en trois groupes rédigent régulièrement un rapport général. La contribution du groupe I au 5e rapport a été approuvée fin septembre 2013. Pour la première fois, un chapitre entier est consacré à l’élévation du niveau de la mer. L’océan ralentit le réchauffement mondial, mais il absorbe environ un quart du CO2 relâché. Il va continuer à se réchauffer au cours du XXIe siècle, ce qui va s’ajouter aux méfaits de son acidification.
Le silicium abonde dans la planète Terre, principalement sous forme de silice entrant dans la composition de nombreux minéraux. Si est l’un des éléments clefs impliqués dans la biosphère. Le lessivage des minéraux siliceux par les eaux de pluie produit l’acide silicique soluble (Dsi). De nombreux organismes vivants sont capables d’absorber Dsi : diatomées, silicoflagellés, radiolaires, plusieurs espèces de choanoflagellés et certaines éponges. Au premier maillon du réseau trophique les diatomées contribuent à près de 50 % de la production primaire de l’océan mondial, et par photosynthèse produisent environ le quart du dioxygène que nous respirons.
La montée du niveau de la mer est un enjeu planétaire car la moitié de la population mondiale vit à moins de 200 km d’une côte, et 1 personne sur 10 habite à moins de dix mètres au-dessus du niveau marin. Différentes compilations confirment une accélération de la hausse du niveau des mers avec un taux moyen inférieur à 1,5 mm/an avant les années 1950, jusqu’à plus de 3 mm/an actuellement. Les données altimétriques ont permis de confirmer la hausse du niveau marin. Les tendances actuelles devraient se poursuivre à cause du réchauffement global.
En l’absence d’oxygène dans l’atmosphère et l’océan, le Fer est soluble. Avec le développement de la photosynthèse, le Fer n’est présent que de façon transitoire dans la colonne d’eau océanique. Les microparticules apportées par les vents entrent très rapidement dans la chaîne alimentaire. L’atmosphère des périodes glaciaires était beaucoup plus riche en poussières que celle des périodes chaudes, et des scientifiques ont fait l’hypothèse qu’un apport plus abondant de Fer à l’océan pouvait expliquer en partie la teneur plus basse en gaz carbonique dans l’atmosphère.
Les sources « hydrothermales » sont des sorties de fluides sur les fonds marins, dont la température est supérieure à celle de l’eau environnante. Ces émissions témoignent de la circulation de l’eau de mer au travers des roches fracturées sous l’influence d’une source de chaleur. Si la composition géochimique des fluides hydrothermaux est très variable, ils partagent à quelques exceptions près des caractéristiques communes : acidité, propriétés « réductrices », caractérisées par l’absence d’oxygène, et surtout fortes concentrations en sulfure et en métaux.
De l’énergie solaire qui entre dans le système Terre, 56 % sont absorbés par l’océan qui en rétrocède une part à l’atmosphère. Ce couplage entre océan et atmosphère fait que la circulation superficielle océanique est un calque de la circulation atmosphérique. La circulation thermohaline correspond aux courants produits non par le vent mais par des différences de densité entre les masses d’eau océanique. Un tour complet de la circulation générale océanique prend environ mille ans. C’est ce que l’on appelle le « tapis roulant », qui joue un rôle important dans la dynamique du climat.
L’océan est le principal régulateur du climat global. Son interaction avec l’atmosphère et ses conséquences sont au cœur du système climatique. C’est tout d’abord la grande inertie thermique de l’océan, par rapport à l’atmosphère, qui lui permet d’emmagasiner le rayonnement solaire en été et de restituer cette énergie thermique vers l’atmosphère en hiver…
L’océan est le principal régulateur du climat global. Son interaction avec l’atmosphère et ses conséquences sont au cœur du système climatique. La grande inertie thermique de l’océan, par rapport à l’atmosphère lui permet d’emmagasiner le rayonnement solaire en été et de restituer cette énergie thermique vers l’atmosphère en hiver. L’océan se réchauffe depuis quelques décennies. 90 % de la chaleur excédentaire accumulée dans le système climatique depuis 50 ans à cause du réchauffement anthropique sont stockés dans l’océan.
Au cours du dernier maximum glaciaire, le niveau de la mer était plus bas d’environ 130 mètres. Avec la fonte des calottes qui recouvraient le nord de l’Amérique et de l’Europe, la mer est remontée puis s’est stabilisée il y a environ 3 000 ans. Les observations marégraphiques indiquent que la mer a recommencé à monter. Tout suggère que la hausse actuelle du niveau de la mer est liée au réchauffement climatique. La dilatation thermique des océans explique une partie de la hausse observée du niveau de la mer…
Ce petit espace marin, qui a vu à son pourtour la naissance de nombreuses religions et de la plupart des grandes civilisations, est un domaine très fragile, hérité d’une très longue histoire géologique, et inexorablement condamné à disparaître comme ses grands ancêtres dont témoignent encore, à sa périphérie, les nombreuses chaînes de montagnes qui l’entourent
La mer échange constamment avec l’atmosphère. Le vent déforme la surface de la mer et lui transmet de l’énergie. L’air, et l’eau plus encore, absorbent le rayonnement solaire. La mer constitue un réservoir de chaleur, en partie restituée à l’atmosphère. Les embruns entraînent les composants de la couche de surface. Les gaz peuvent traverser la surface de la mer. L’oxygène produit par le phytoplancton diffuse vers l’atmosphère, lorsqu’il est en sursaturation. Le gaz carbonique, produit par la respiration, est consommé par le phytoplancton. Il entre comme élément dans le système tampon qui détermine le pH de la mer…
Une zone morte est caractérisée par un déficit de l’eau en dioxygène dissous, provoquant la mort par asphyxie de la faune marine peu mobile et la migration de poissons. La tolérance à des eaux peu oxygénées est très variable selon le type d’organisme. Les zones mortes ont progressé de manière exponentielle depuis les années 1960, avec des conséquences graves pour les écosystèmes. La cause principale est l’apport massif de fertilisants. Certaines zones mortes sont permanentes ; d’autres épisodiques. Les conséquences écologiques et économiques sont importantes.
L’interface air-mer couvre plus de 70 % de la surface terrestre et joue un rôle important dans les processus biogéochimiques à l’échelle globale. À cette interface, une microcouche est formée par l’accumulation de surfactants, de protéines, d’acides aminés, d’hydrates de carbone, de lipides, de phénols et de divers polluants minéraux et organiques en zone contaminée. Elle constitue un écosystème particulier, où se développent diverses formes de vie appelées neuston. Une microcouche polluée constitue un environnement défavorable au développement des œufs et des larves.
