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11.2 : Modèles de salinité - Géosciences

11.2 : Modèles de salinité - Géosciences


Étant donné que la salinité contribue à la densité de l'eau et, par conséquent, à la circulation thermohaline, il est important de discuter des variations de la salinité à travers les océans et, également, avec la profondeur.

Variations de salinité

La salinité totale en haute mer est en moyenne de 33 à 37 ppt, mais elle peut varier considérablement selon les endroits. Mais puisque les proportions d'ions majeurs sont constantes, les différences régionales de salinité doivent être dues davantage à l'apport et à l'élimination d'eau plutôt qu'à l'ajout ou à l'élimination d'ions. L'apport d'eau douce provient de processus tels que les précipitations, le ruissellement des terres et la fonte des glaces. L'élimination de l'eau douce provient principalement de l'évaporation et de la congélation (lorsque l'eau de mer gèle, la glace résultante est principalement de l'eau douce et les sels sont exclus, ce qui rend l'eau restante encore plus salée). Ainsi, les différences de taux de précipitation, d'évaporation, de débit fluvial et de formation de glace jouent un rôle important dans les variations régionales de la salinité. Par exemple, la mer Baltique a une salinité de surface très faible d'environ 10 ppt, car il s'agit d'une masse d'eau principalement fermée avec de nombreux apports fluviaux. A l'inverse, la mer Rouge est très salée (environ 40 ppt), en raison du manque de précipitations et de l'environnement chaud qui conduit à des niveaux élevés d'évaporation.

L'une des grandes étendues d'eau les plus salées de la Terre est la mer Morte, entre Israël et la Jordanie. La salinité de la mer Morte est d'environ 330 ppt, ce qui est presque dix fois plus salé que l'océan. Cette salinité extrêmement élevée est le résultat des conditions chaudes et arides du Moyen-Orient qui entraînent des taux d'évaporation élevés. De plus, dans les années 1950, le débit du Jourdain a été détourné de la mer Morte, de sorte qu'il n'y a plus d'apport important d'eau douce. Sans apport et évaporation élevée, le niveau d'eau de la mer Morte baisse à un rythme d'environ 1 m par an. La salinité élevée rend l'eau très dense, ce qui crée des forces de flottabilité qui permettent aux gens de flotter facilement à la surface. Mais la salinité élevée signifie également que l'eau est trop salée pour la plupart des organismes vivants, de sorte que seuls les microbes peuvent l'appeler chez eux ; d'où le nom de Mer Morte. Mais aussi salée que puisse être la mer Morte, ce n'est pas la masse d'eau la plus salée de la Terre. Cette distinction appartient actuellement à Gaet'ale Pond en Éthiopie, avec une salinité de 433 ppt !

Variations latitudinales

Alors que les conditions locales sont importantes pour déterminer les modèles de salinité dans un seul endroit, il existe certains modèles mondiaux qui nécessitent une enquête plus approfondie. La température est la plus élevée à l'équateur et la plus basse près des pôles, nous nous attendons donc à des taux d'évaporation plus élevés, et donc à une salinité plus élevée, dans les régions équatoriales (Figure (PageIndex{2})). C'est généralement le cas, mais dans la figure ci-dessous, la salinité le long de l'équateur semble être un peu plus faible qu'à des latitudes légèrement plus élevées. En effet, les régions équatoriales reçoivent également régulièrement un volume élevé de pluie, ce qui dilue les eaux de surface le long de l'équateur. Ainsi, les salinités les plus élevées se trouvent aux latitudes subtropicales chaudes avec une forte évaporation et moins de précipitations. Aux pôles, il y a peu d'évaporation, ce qui, couplé à la fonte des glaces et des neiges, produit une salinité de surface relativement faible. L'image ci-dessous montre une salinité élevée dans la mer Méditerranée ; celui-ci est situé dans une région chaude avec une forte évaporation, et la mer est en grande partie isolée du mélange avec le reste de l'eau de l'Atlantique Nord, ce qui conduit à une salinité élevée. Les salinités plus faibles, comme celles autour de l'Asie du Sud-Est, sont le résultat des précipitations et des volumes élevés d'apports fluviaux.

La figure (PageIndex{3}) montre les différences globales moyennes entre l'évaporation et les précipitations (évaporation – précipitation). Les couleurs vertes représentent les zones où les précipitations dépassent l'évaporation, tandis que les régions brunes sont celles où l'évaporation est supérieure aux précipitations. Notez la corrélation entre les précipitations, l'évaporation et la salinité de surface, comme le montre la figure (PageIndex{2}).

Variation verticale

En plus de la variation géographique de la salinité, il existe également des changements de salinité avec la profondeur. Comme nous l'avons vu, la plupart des différences de salinité sont dues aux variations de l'évaporation, des précipitations, du ruissellement et de la couverture de glace. Tous ces processus se produisent à la surface de l'océan, et non en profondeur, de sorte que les différences de salinité les plus prononcées devraient se trouver dans les eaux de surface. La salinité dans les eaux plus profondes reste relativement uniforme, car elle n'est pas affectée par ces processus de surface. Certains profils de salinité représentatifs sont illustrés à la figure (PageIndex{4}). En surface, les 200 premiers mètres environ présentent une salinité relativement uniforme dans ce qu'on appelle la couche mixte. Les vents, les vagues et les courants de surface remuent les eaux de surface, provoquant un grand mélange dans cette couche et des conditions de salinité assez uniformes. Au-dessous de la couche de mélange se trouve une zone de changement rapide de salinité sur un petit changement de profondeur. Cette zone de changement rapide est appelée la halocline, et il représente une transition entre la couche mixte et l'océan profond. En dessous de l'halocline, la salinité peut présenter peu de variation jusqu'au fond marin, car cette région est très éloignée des processus de surface qui ont un impact sur la salinité. Dans la figure ci-dessous, notez la faible salinité de surface aux hautes latitudes et la salinité de surface plus élevée aux basses latitudes, comme indiqué ci-dessus. Pourtant, malgré les différences de surface, la salinité en profondeur dans les deux endroits peut être très similaire.


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