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Présentation générale:

        Les eaux de mer sont mieux connues depuis quelques décennies seulement. Si la composition de l'eau a été facile à établir, la découverte des fonds marins a largement profité de l'amélioration des performances, liée au développement des techniques de sondages acoustiques: une onde est envoyée, et on mesure le temps mis pour qu'elle soit réfléchie et qu'elle revienne en surface.

Composition:

       L'eau de mer est une solution très complexe, qui contient une infinité de composants. Sa teneur en sel est en moyenne de 35g/L, sans compter les autres éléments chimiques connus dissous.  On peut cependant remarquer que cette salinité est très variable, puisqu'elle vaut de 30 à 33 g/L dans les mers froides (mer Pôlaire), à 40 g/L dans les plus chaudes (mer Rouge).

       Elle renferme en outre une quantité innombrable d'êtres vivants et de micro-organismes, qui en font sa richesse. On ne peut pas non plus oublier de mentionner les dépôts solides qui en sont une des principales caractéristiques (étudiés sous le terme sédiments).

Propriétés:

       Les gaz contenus dans l'atmosphère se sont dissous dans l'eau, et entrent dans la composition et dans la loi de comportement de l'eau: en effet, la solubilité diminue quand la salinité et la température grimpent.

       D'autre part, le coefficient de viscosité croît quand la température décroît.

      Enfin, on pourra remarquer que l'eau possède une très grande capacité thermique, qui lui confère de grands pouvoirs d'échanges de chaleur. Cette propriété est utilisée dans les modèles de simulation.

Température:

Causes:

           Cette masse impressionnante d'eau ne possède pas une température constante. En effet, celle-ci varie spatialement (cf. figure ci-dessous) et temporellement. Cet échauffement des eaux est imputable en priorité à la radiation du Soleil, du ciel et des nuages. La convection atmosphérique et la transformation de l'énergie des vents de surface en chaleur (par frottements) ont les mêmes effets.

          Au contraire, le refroidissement de ces eaux correspond à un rayonnement de grande longueur d'onde, et l'évaporation en est la principale responsable.

Répartition:

          La répartition de la température des eaux de surface se fait suivant la latitude: elle varie de -1.5°C à 30°C, avec un équateur thermique légèrement décalé vers le Nord. Les échanges avec l'atmosphère influencent notablement celle-ci; ainsi, on constate une cyclicité saisonnière, mais aussi diurne, dont la longueur va de paire avec la profondeur concernée.

        L'image ci-dessous illustre la répartition de la température sur la planète pour les eaux de surface.

           Enfin, les variations de température sont parfois détectables grâce aux satellites, car elles sont trahies par l'apparition de bosses à la surface de la mer.

Stratification - couche thermocline:

        Les eaux de mer ne sont pas toutes égales: une stratification les classe en fonction de leur température. C'est ainsi qu'on a introduit le concept de couche thermocline: elle sépare les eaux de surface, chauffées par le Soleil, des eaux profondes, très froides. Elle se caractérise par une décroissance rapide de la température avec la profondeur. Les échanges entre les différentes couches existent mais sont très rares, ce qui contribue à maintenir une certaine stabilité.

Conséquences sur les ondes sonores:

        La notion de couche thermocline a été découverte par hasard: à la suite d'un exercice de routine en 1936, les Américains ont remarqué que la transmission de leurs sous-marins était plus efficace le matin que l'après-midi. Comme la propagation des ondes dépend de la température, cela révélait cette couche particulière, qui infléchit les ondes sonores, et crée ainsi une zone d'ombre, d'où le son ne sort ni n'entre. C'est le chenal sonore, qui permet au son de se propager très loin. Ainsi, on a entendu aux Bahamas, une explosion provoquée en Afrique occidentale. Ceci aura par la suite de grandes applications militaires pour le repérage, ...

Fonds marins:

        Le plancher des océans est fondamentalement différent des continents. Cette récente découverte soulève le problème de la transition eau-continent: il est matérialisé par une jonction abrupte à la limite du plateau continental, recouvert d'une couche de sédiments de 4 km d'épaisseur.

        Les canyons sous-marins sont des phénomènes récemment compris, puisque ces failles pouvant atteindre 16 km de large, ressemblent à des lits de rivières, et se situent souvent aux embouchures de fleuves. Leurs extrémités sont couvertes de boues et de sables (sédiments). Ces découvertes ont modifié les théories concernant la sédimentation.

        Ainsi, les fonds océaniques sont constitués de canyons, courants et montagnes sous-marins, qui émergent parfois comme en Islande, où qui réduisent la profondeur, comme au milieu de l'océan Atlantique.

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