OCÉANS ET MERS


OCÉANS ET MERS
OCÉANS ET MERS

La planète Terre est assez mal nommée, puisqu’elle est couverte, pour 71 p. 100 environ, par l’océan mondial, dont la surface est de l’ordre de 361 millions de kilomètres carrés, pour un volume qui a été évalué à 1 370 憐 106 km3. La profondeur moyenne par rapport au niveau marin dépasse 3 800 m, alors que l’altitude moyenne des terres émergées est à peine de 800 m.

Dans cet océan mondial, dont la plus grande partie se trouve dans l’hémisphère austral, on peut, suivant les géographes, distinguer les océans proprement dits et les mers . Les premiers sont caractérisés par l’importance de leur superficie et de leur profondeur moyenne, la largeur de leurs communications, tant en surface qu’en profondeur, enfin par le fait que leurs rivages appartiennent à des continents différents. On sait qu’il existe trois grands océans – l’océan Pacifique, l’océan Atlantique, l’océan Indien – dont les surfaces respectives sont de 180,106 et 75 millions de kilomètres carrés. Mais la présence d’une discontinuité thermique accusée des eaux de surface, qui dessine une ligne sinueuse autour du globe entre le 38e et le 40e parallèle sud, fait que les océanographes considèrent la portion de l’océan planétaire située au sud de ce front comme une entité hydrologique; cet océan Austral, qui ceinture le continent antarctique, a une surface de l’ordre de 30 millions de kilomètres carrés. On parle aussi couramment d’un océan Arctique, mais le terme est impropre car il manque à cette partie de l’océan mondial une des caractéristiques des océans véritables, sa surface n’étant que de 14 millions de kilomètres carrés; aussi est-il préférable de parler, à son sujet, de mer Glaciale Arctique.

Les portions de l’océan planétaire qui ne réunissent pas toutes les caractéristiques énoncées plus haut sont, en effet, tenues pour des mers. Parmi celles-ci, une catégorie un peu particulière est celle des mers marginales , dites aussi «épicontinentales» ou «bordières», qui peuvent être considérées comme une simple portion, plus ou moins délimitée, de l’océan auquel elles sont adjacentes et à la dynamique duquel elles participent: mer Celtique, Manche, mer du Nord et mer de Norvège pour l’Atlantique, mer de Chine pour le Pacifique, golfe Persique pour l’océan Indien, etc.

On distingue encore – et sans compter les mers fermées, comme la mer Caspienne ou la mer d’Aral, qui ne font pas partie de l’océan planétaire car ne communiquant pas avec lui – deux grandes catégories: les méditerranées et les mers intérieures . Les premières, plus profondément engagées que les mers marginales dans l’intérieur des continents, ou placées entre une indentation du continent et un arc insulaire, ne communiquent avec l’océan voisin que par des détroits dont la profondeur est moindre que celle de la mer elle-même; on peut y ranger par exemple la Méditerranée, la mer du Japon, ainsi que l’ensemble du golfe du Mexique et de la mer des Caraïbes. Les mers intérieures ont les mêmes caractères que les méditerranées, mais s’ouvrent non pas sur un océan mais sur une mer (exemple: la mer Baltique s’ouvrant sur la mer du Nord, la mer Noire s’ouvrant sur la Méditerranée).

Les méthodes de l’océanographie se sont diversifiées et perfectionnées de façon particulièrement rapide dans les dernières décennies [cf. OCÉANOGRAPHIE]. Grâce aux progrès réalisés, le milieu marin devient chaque jour mieux connu des spécialistes (l’étude des fonds océaniques a même largement aidé à la compréhension de la structure et de l’évolution générale de l’écorce terrestre) et plus familier au public, tandis que l’exploitation du «sixième continent» de notre planète s’organise en vue de compenser l’épuisement progressif des ressources sur les terres émergées.

Cet article fait le point sur ce que l’on sait de la morphologie, de la structure, des caractères hydrologiques et biologiques des océans et des mers dans leur ensemble (on pourra également se reporter aux articles consacrés aux principales régions de l’océan mondial), puis il examine le parti qu’on s’efforce de tirer aujourd’hui de leurs ressources, que ce soit sous forme d’énergie, de substances minérales, ou de matière vivante consommable. Enfin, le problème de la pollution des océans y est évoqué, les différents agents polluants rejetés par les activités humaines finissant d’une façon ou d’une autre par se déverser dans l’océan mondial, entraînant des modifications de son équilibre écologique.

1. Géomorphologie sous-marine et structure des fonds

La morphologie de la partie du globe couverte par les océans et les mers n’est pas moins diverse que celle des terres émergées. Très schématiquement, on peut distinguer quatre domaines essentiels: le précontinent, les plaines abyssales, les dorsales océaniques, les grandes fosses (fig. 1).

Grands domaines morphostructuraux

Lorsqu’on part de la ligne de rivage et qu’on se dirige vers le large, on trouve d’abord une plate-forme immergée, appelée plateau continental , plus ou moins étendue et descendant en pente assez douce jusqu’à une profondeur qui est généralement de l’ordre de 130 à 150 m. Le talus (ou escarpement ) continental , qui lui fait suite, montre une pente plus forte (on l’appelle aussi «pente continentale»), de l’ordre de 3 à 60 en moyenne mais pouvant atteindre 450, et descend jusque vers 2 500 à 3 000 m; il est fréquemment entaillé par des canyons sous-marins dont les parois latérales ont une inclinaison souvent très forte. L’ensemble du plateau et du talus constitue ce qu’on appelle le précontinent.

La majeure partie des bassins océaniques est occupée par la plaine abyssale , dont la profondeur s’étage approximativement entre 3 000 m et de 6 000 à 6 500 m, mais sur des distances horizontales si grandes que la pente moyenne n’est jamais supérieure à 1/1 000 et n’atteint parfois même pas 1/10 000. La monotonie de cette plaine abyssale est coupée par les dorsales océaniques, d’une part, par les grandes fosses, d’autre part.

Les dorsales océaniques (dites aussi «médio-océaniques») constituent un immense système de montagnes courant au fond des océans sur plus de 35 000 milles (65 000 km) de long. La largeur moyenne de cette chaîne est de l’ordre de 800 milles (près de 1 500 km) et son altitude au-dessus de la plaine abyssale est de l’ordre de 1 000 à 3 000 m en moyenne. Cette chaîne de montagnes sous-marines, dont les flancs sont relativement escarpés, montre une remarquable fissure axiale (rift valley ) dont la profondeur peut atteindre de 1 500 à 1 800 m, avec une largeur qui varie de 15 à 30 milles, et également de nombreuses fractures transversales. Au niveau du rift, le magma en fusion du manteau terrestre, de nature basaltique, tend à s’épancher de part et d’autre, créant ainsi une nouvelle croûte; cet étalement, ou «expansion des fonds», à partir du fossé axial des dorsales, explique que l’âge des roches de la croûte océanique croisse au fur et à mesure que l’on s’éloigne de ce fossé et explique également la dérive des continents [cf. DÉRIVE DES CONTINENTS]. L’axe des dorsales océaniques est le siège d’une anomalie positive du flux de chaleur et d’importantes anomalies magnétiques et gravimétriques, ainsi que le lieu d’élection des épicentres de tremblements de terre, généralement peu profonds. Les dorsales sont flanquées, notamment dans l’Atlantique, de séries de collines abyssales , petites éminences s’élevant de quelques dizaines à quelques centaines de mètres au-dessus du niveau de la plaine abyssale et dont le diamètre ne dépasse guère en général quelques milles; ces collines abyssales peuvent exister dans la plaine abyssale ailleurs que le long des dorsales, mais elles y sont alors plus rares.

On trouve aussi, dispersés ou non en alignement et plus ou moins symétriquement de part et d’autre des dorsales, des reliefs, généralement coniques, d’origine volcanique, qui parviennent parfois à la surface (îles océaniques typiques, souvent cernées de récifs coralliens dans les mers chaudes), mais qui peuvent aussi rester – ou redevenir – sous-marins du fait de l’affaissement des fonds océaniques, affaissement d’autant plus rapide que l’on s’éloigne de l’axe des dorsales: ce sont les montagnes sous-marines (ou pitons ). Certains d’entre eux, les «guyots», ont été tronqués par l’érosion lors d’une ancienne émersion (ou peut-être d’un «tsunami» particulièrement violent); d’autres se manifestent en surface par une couronne de calcaires récifaux entourant un lagon (atolls).

Les grandes fosses , appelées parfois «ravins», sont des dépressions des bassins océaniques, longues (souvent plusieurs centaines de milles) et étroites, et dont la section transversale affecte la forme générale d’un V. La pente y est toujours forte, en moyenne de 80 à 150, et peut atteindre 450 (fosse de Tonga). Le fond en est toujours plat, sur une largeur qui va d’une fraction de mille à quelques milles. Assez souvent, la pente de ces fosses présente des terrasses intermédiaires à pente faible et parfois même des ressauts. L’océan Pacifique est, des trois grands océans, celui qui possède le plus de fosses et les plus profondes: fosses de Guam (face=F0019 漣 11 500 m), de Tonga (face=F0019 漣 10 880 m), des Philippines (face=F0019 漣 10 500 m), des Kermadec (face=F0019 漣 10 050 m). Dans l’océan Indien, la fosse d’Amirante dépasse à peine 9 000 m, et, dans l’Atlantique, la fosse de Puerto Rico n’atteint pas 8 400 m.

Sédiments

Dans la majeure partie des fonds océaniques, des sédiments surmontent la roche en place (bedrock ). Celle-ci n’apparaît guère à nu que là où une pente suffisamment forte, jointe souvent à l’action de courants vifs, prévient la sédimentation, ou encore dans les endroits où une activité éruptive récente n’a pas laissé un temps suffisant pour que la couche de sédiment masque le substrat rocheux.

On classe les sédiments d’après leur origine en deux grandes catégories: les sédiments terrigènes , issus des terres émergées et amenés à la mer par les fleuves, le ruissellement, les vents; les sédiments organogènes , constitués par des débris d’organismes. On distingue parfois une troisième catégorie, celle des sédiments hydrogènes , formés par précipitation au sein même des eaux à partir de substances dissoutes. Les sédiments terrigènes (galets, graviers, sables, vases, argiles) sont abondants surtout sur le plateau continental et le talus; toutefois, l’«argile rouge des grands fonds», qui couvre presque toutes les plaines abyssales et occupe le fond des ravins, est sans doute formée principalement des particules argileuses les plus fines d’origine terrigène, quoiqu’on suppose qu’il puisse s’y ajouter une fraction sédimentaire hydrogène. Quant aux sédiments organogènes, toujours mêlés d’ailleurs à une fraction terrigène plus ou moins importante, ils sont constitués, aux faibles profondeurs, de restes d’êtres benthiques toujours plus ou moins fragmentés et toujours calcaires (sauf près du continent antarctique où les fonds riches en spicules d’éponges sont courants): Algues calcifiées, coquilles de Mollusques, débris de Coraux, de Bryozoaires, etc. Au contraire, les sédiments organogènes du large, où les restes squelettiques ne représentent guère, en général, que la moitié au plus de l’ensemble du sédiment, comportent essentiellement des débris d’êtres planctoniques; ainsi trouvet-on des boues siliceuses, à Diatomées dans les mers froides et à Radiolaires dans les mers chaudes, et, toujours dans les mers chaudes, toute la série des boues calcaires: à Foraminifères, à Ptéropodes, à Coccolithophoridés; ceux de ces sédiments pélagiques qui vont le plus profondément ne dépassent guère de 4 000 à 4 500 m, profondeur au-delà de laquelle on ne trouve plus que l’«argile rouge».

L’ensemble des fonds et des eaux qui les surmontent, s’étendant depuis la ligne de rivage jusqu’à la rupture de pente du plateau continental, constitue la «province néritique», qui n’occupe que 7 p. 100 environ de la surface totale des océans et des mers, par opposition à la «province océanique», surmontée par les eaux dites «du large».

2. Propriétés des eaux marines

Composition

L’eau de mer est une solution complexe dans laquelle on retrouve, au moins à l’état de traces, tous les éléments chimiques connus. La teneur globale en sels est, en moyenne, de 35 grammes par litre; elle est plus faible (de 30 à 33 g/l) dans les mers polaires et surtout dans celles des mers intérieures où débouchent de grands fleuves (mer Baltique, mer Noire); elle est plus forte dans les mers soumises à une évaporation intense: de 38 à 39 g/l en Méditerranée, plus de 40 g/l en mer Rouge. Dans les grands océans, on observe toujours, en liaison avec l’abondance des précipitations, un léger minimum de la teneur en sels au voisinage de l’équateur (fig. 2).

Constituants primaires et secondaires

Parmi les sels dissous dans l’eau de mer, on distingue les constituants primaires et les constituants secondaires. Les constituants primaires , appelés aussi constituants «conservatifs», sont ceux dont les proportions par rapport à l’ensemble sont constantes, quelle que soit la valeur absolue de cette teneur globale. Les deux ions les plus importants sont évidemment ceux qui entrent dans la composition du chlorure de sodium: le chlore (18,98 g/l) et le sodium (10,56 g/l); viennent ensuite, dans l’ordre d’importance décroissante: le magnésium, le soufre (essentiellement sous forme de sulfates), le calcium, le potassium, le brome, le carbone (sous forme de gaz carbonique, carbonates, bicarbonates), le strontium, le bore, etc. Cette constance de chaque ion pris séparément par rapport à l’ion «chlore» permet, en dosant les chlorures (confondus d’ailleurs avec les autres halogénures), d’obtenir la teneur totale de l’eau en constituants primaires, c’est-à-dire ce qu’on appelle la salinité .

Les constituants secondaires , ou «non conservatifs», qui n’existent qu’à de faibles concentrations, sont ceux dont la teneur varie dans le temps et dans l’espace, essentiellement d’ailleurs parce qu’ils sont impliqués dans des processus biologiques. Au premier rang de ceux-ci, il faut mentionner les composés minéraux azotés (nitrites, nitrates, sels ammoniacaux) et phosphorés (phosphates divers), qui sont utilisés par les végétaux chlorophylliens, en même temps que le gaz carbonique, pour faire la synthèse de la matière vivante. Leur teneur dans les eaux de surface, qui tend à devenir nulle, ou presque, lorsque se produit une poussée végétale, augmente très vite avec la profondeur quand l’éclairement devient trop faible pour permettre la photosynthèse, puis se stabilise au-delà de 1 000 à 1 500 m en moyenne avant de décroître légèrement, puis de se stabiliser au-delà de 3 500 - 4 000 m. On range aussi parmi les constituants non conservatifs la silice, utilisée par les Diatomées pour l’édification de leur thèque. Un certain nombre de métaux lourds, notamment le fer, mais aussi le cuivre et le manganèse, auxquels leur concentration très faible a valu le nom d’oligoéléments, jouent un rôle très important dans les mécanismes physiologiques de divers organismes; pour être actifs, ils semblent devoir entrer en combinaison avec de petites molécules organiques agissant comme chélateurs. Les substances organiques dissoutes dans l’eau de mer sont très nombreuses et très mal connues: si le cycle de certaines vitamines comme la cyanocobalamine (vitamine B12) a été étudié dans quelques aires maritimes, on commence seulement à entrevoir l’extraordinaire diversité de toutes les protéines, acides aminés, glucides simples ou complexes, etc., que l’on peut trouver dans l’eau de mer. Toutes ces substances organiques, élaborées par des organismes ou issues de leurs cadavres, passent de façon réversible de l’état dissous à l’état particulaire, du vivant au non-vivant et de l’état organique à l’état minéral, agissant les unes sur les autres, stimulant la croissance de telle espèce ou au contraire inhibant celle de telle autre, au sein de cet écheveau d’une stupéfiante complexité qu’est le cycle de la matière dans les océans.

Gaz dissous

Les gaz contenus dans l’atmosphère se retrouvent tous dans l’eau de mer; d’une façon générale, leur solubilité décroît quand croissent la température et la salinité.

La teneur en oxygène dissous est conditionnée, d’une part par des mécanismes purement physiques (échanges entre la couche superficielle et l’atmosphère, diffusion entre couches d’eau différentes), d’autre part par des processus biologiques et biochimiques: tandis que l’activité photosynthétique des végétaux verts fournit de l’oxygène dans la couche éclairée, il y a demande en oxygène par la respiration de tous les êtres vivants, par les bactéries hétérotrophes dégradant les matières organiques et, sur le plan abiotique, par les processus enzymatiques, par les phénomènes d’auto-oxydation de diverses substances minérales ou organiques. D’une façon générale, même pour la plupart des processus chimiques, la consommation d’oxygène dépend assez directement de l’importance de la production organique. Au-dessous des eaux superficielles, dont la teneur en oxygène dissous est en général voisine de la saturation (environ 8 ml/l dans les eaux antarctiques et 4,5 ml/l dans les eaux tropicales et équatoriales), on observe une diminution de la teneur en oxygène jusqu’à une couche où elle est minimale (fig. 3). Ce minimum d’oxygène dissous est un caractère à peu près universel des eaux intermédiaires; seules changent la valeur de ce minimum et la profondeur à laquelle on le rencontre: de 400 à 900 m pour l’Atlantique vers 400 nord avec 4 ml/l, de 100 à 1 200 m en mer d’Arabie avec moins de 0,1 ml/l, etc. La principale cause de l’existence de la couche du minimum d’oxygène dissous paraît être l’accumulation, à son niveau, d’une quantité importante de matériel organique provenant du plancton superficiel et subsuperficiel, dont la descente se trouverait fortement ralentie par l’accroissement du coefficient de viscosité de l’eau de mer quand la température s’abaisse avec les profondeurs croissantes. Lorsque la teneur en oxygène dissous est très faible, on peut voir apparaître dans l’eau l’hydrogène sulfuré (jusqu’à 6 ml/l dans la mer Noire, qui représente, d’ailleurs, un cas extrême: le milieu «euxinique»). Au-delà de la couche du minimum, la teneur en oxygène des eaux océaniques augmente avec la profondeur, tout en restant toujours inférieure à la saturation, sauf localement dans les très hautes latitudes.

Le gaz carbonique est très important parce que les végétaux photosynthétiques y trouvent leur source de carbone et qu’il est nécessaire également à la formation du carbonate de calcium entrant dans la composition du squelette de nombreux organismes. Le gaz carbonique des eaux provient, d’une part de l’atmosphère, d’autre part des activités biologiques: respiration, activités bactériennes, etc. Du fait de son aptitude à réagir chimiquement, le gaz carbonique n’existe guère sous forme moléculaire non dissociée, mais principalement sous forme d’ions «carbonate» et «bicarbonate»; il y a, entre ces diverses formes du gaz carbonique, un état d’équilibre dynamique qui fait qu’on les envisage globalement sous la forme de ce qu’on appelle le «système du C2». Dans les profondeurs, la teneur en gaz carbonique tend à augmenter, mais cette réserve potentielle a peu d’intérêt car ce composé ne paraît jamais être un facteur limitant de la production primaire, justement en raison de la facilité avec laquelle C2 peut être mobilisé à partir des carbonates et des bicarbonates. La labilité des équilibres chimiques intervenant dans le système du C2 est responsable de l’effet tampon élevé qui est celui de l’eau de mer, dont le pH, en mer ouverte, est très généralement compris entre 8,1 et 8,3, tout au moins dans les eaux superficielles.

Température

La température des eaux de l’océan résulte de l’action de facteurs antagonistes, les uns d’échauffement (absorption des radiations provenant du Soleil et du ciel, transfert par convection à partir de l’atmosphère, condensation de la vapeur d’eau, transformation en chaleur de l’énergie des vents agissant sur la surface), les autres de refroidissement (rayonnement de grande longueur d’onde à partir de la surface de l’océan, transfert par convection vers l’atmosphère, évaporation).

En surface, la température moyenne de l’eau croît, naturellement, des latitudes élevées vers les latitudes basses, depuis des valeurs faiblement négatives (de 漣 1 à 漣 1,5 0C) pour les mers polaires jusqu’à près de 30 0C dans certaines aires équatoriales (fig. 4); l’équateur thermique est d’ailleurs légèrement décalé vers le nord par rapport à l’équateur géographique. La température de surface est évidemment affectée par les échanges thermiques entre l’eau et l’atmosphère, tant à l’échelle saisonnière qu’à l’échelle de l’alternance des jours et des nuits. Sauf dans les cas où des phénomènes dynamiques provoquent, en un point donné, un remplacement saisonnier des masses d’eau, les températures de surface sont toujours plus élevées en saison chaude qu’en saison froide; la variation annuelle est faible dans les eaux polaires et dans les eaux tropicales et équatoriales (en général de l’ordre de 1 à 3 0C); dans les mers tempérées, l’écart saisonnier est beaucoup plus grand: 8 0C pour la Manche, de 12 à 13 0C pour la Méditerranée. Les fluctuations diurnes, qui sont beaucoup plus faibles et n’affectent que la couche la plus superficielle, n’atteignent pas 1 0C dans les eaux du large; dans certaines aires côtières peu profondes, elles peuvent avoisiner 5 0C et être fortement perturbées par les mouvements de masses d’eaux dus aux marées, lorsque celles-ci ont une amplitude assez importante.

En profondeur on observe, d’une façon générale, un abaissement de la température jusqu’aux environs de 4 000 m; au-delà, l’augmentation de la pression hydrostatique élève graduellement la température et l’on est donc amené à distinguer la température in situ de l’eau, de celle qu’elle acquiert lorsqu’elle est soustraite à l’effet de la pression et qu’on appelle la température potentielle: par exemple, une eau prélevée à 6 000 m de profondeur, de densité 1,028, ayant une température de 2 0C, subit quand on la ramène à la surface un abaissement de 0,625 0C, ce qui lui donne une température potentielle de 1,375 0C.

Même en dehors des cas particuliers qui seront évoqués plus loin, la température ne diminue pas régulièrement avec les profondeurs croissantes; une coupe verticale de température dans les eaux du large montre en effet toujours une et généralement deux ou même plusieurs discontinuités plus ou moins accusées, appelées thermoclines (fig. 5). On admet généralement qu’il existe sur une grande partie de la surface de l’océan planétaire une thermocline permanente, c’est-à-dire qui n’est pas affectée par les fluctuations saisonnières; sa limite supérieure se trouve vers 100 m dans les régions équatoriales, où elle est peu épaisse mais présente un gradient thermique accentué; dans les eaux des hautes latitudes, la thermocline principale ne dépasse pas 30 m, tandis qu’aux latitudes moyennes, sa profondeur et son intensité varient en fonction des saisons. Une autre thermocline importante sépare les eaux de surface et subsurface des eaux intermédiaires. Vers 55 à 600 nord et sud, ces thermoclines remontent, et se manifestent alors en surface par des fronts thermiques intenses. Dans les régions de l’océan mondial où il y a de fortes variations saisonnières de la température, au printemps, se développe, par échauffement des eaux superficielles, une thermocline saisonnière qui se renforce en été et se situe au-dessus de la thermocline permanente; en automne et en hiver, l’océan cède de la chaleur à l’atmosphère, cependant que les vents, plus forts, ou les tempêtes tendent à mélanger davantage les eaux dans le sens vertical et à effacer la thermocline. La connaissance du régime et de l’évolution des thermoclines est capitale, car leur présence conditionne les échanges verticaux entre la couche obscure et la couche éclairée où vivent les végétaux photosynthétiques et, par conséquent, le renouvellement au sein de cette dernière des aliments minéraux nécessaires à la production primaire.

Bien entendu, les mouvements verticaux, qui seront évoqués plus loin («upwelling», divergence, convergence), entraînent des anomalies locales de la distribution des températures en fonction de la profondeur. Une autre anomalie importante à signaler est celle des eaux profondes des méditerranées, dont la température, sensiblement constante jusqu’au fond, à partir d’une profondeur voisine de celle du seuil qui les fait communiquer avec l’océan voisin, est déterminée par la température de surface du mois le plus froid de l’année (par exemple 13 0C environ pour la Méditerranée).

Lorsque la température de l’eau de mer descend au-dessous du point de congélation, lequel est d’autant plus bas que la salinité est plus forte (face=F0019 漣 1,70C pour S = 35 p. 1 000), il y a formation de glace de mer. La solubilité des sels dans la glace est faible, de sorte que la congélation de l’eau de mer aboutit, d’une part à former une couche de glace pratiquement douce, emprisonnant de petites poches de saumure (la salinité globale de la glace de mer étant en général de l’ordre de 2 à 4 p. 1 000), d’autre part à accroître la salinité et donc la densité de la fraction non congelée de l’eau, ce qui provoque la descente de celle-ci vers les profondeurs. Ultérieurement, la gravité et les phénomènes de migration d’eau douce provenant de la fonte des neiges provoquent la disparition graduelle des poches de saumure, de sorte que la salinité de surface de la glace de mer, dans les zones où elle est permanente, ne dépasse pas 0,5 p. 1 000. L’épaisseur de cette couche permanente ne descend guère au-dessous de 2-3 m dans les parties centrales du bassin glacial arctique; cette banquise permanente est animée d’un lent mouvement de dérive du détroit de Béring vers le Spitzberg. La latitude la plus basse atteinte par la couche de surface prise en masse en hiver varie fortement d’une année à l’autre en fonction de la plus ou moins grande rigueur de l’hiver.

La température et la salinité sont toujours prises en considération simultanément pour les études de dynamique et sont souvent exprimées sous la forme de diagrammes dits T-S. En effet, ces deux paramètres, intervenant simultanément, conditionnent la densité de l’eau de mer, exprimée par le symbole 靖t. 靖t est égal à la valeur: (densité 漣 1) 憐 1 000. La température et la salinité interviennent également sur la viscosité: celle-ci croît avec la salinité et croît également quand la température s’abaisse. La viscosité intervient non seulement sur le plan purement physique dans les échanges entre deux masses d’eau au contact l’une de l’autre, mais encore sur les conditions de sustentation des êtres planctoniques (cf. vie PÉLAGIQUE). Ces paramètres interviennent enfin sur les propriétés optiques et acoustiques des eaux de mer, de grand intérêt pratique (cf. systèmes de NAVIGATION, OCÉANOGRAPHIE, SONAR, plongée SOUS-MARINE).

3. Mouvements des eaux marines

Les eaux des océans et des mers sont animées de mouvements très divers qui ont d’importantes répercussions non seulement sur la biologie et la distribution de nombreux organismes mais encore sur les activités humaines.

On distingue généralement des mouvements oscillatoires et non oscillatoires. Les premiers sont représentés, d’une part par des ondes de période longue (12 h, 24 h, ...), les marées (qui font l’objet d’un article particulier), d’autre part par des ondes de période plus courte dont les plus importantes sont les houles et les vagues (face=F0019 麗 30 s), les seiches, les tsunamis (face=F0019 礪 30 s). Les mouvements non oscillatoires comprennent principalement les courants (autres que ceux engendrés par les marées).

Les variations générales du niveau marin, consécutives essentiellement à des modifications par les facteurs climatiques du bilan hydrologique mondial (apports ou stockages d’eau douce par les appareils continentaux), et dont les périodes sont de l’ordre de la centaine, du millier, voire du million d’années, sont étudiés dans l’article EUSTATISME.

Courants

Les courants généraux de l’océan mondial procèdent de deux moteurs essentiels: les différences de densité et l’action des vents. Les mouvements des eaux qui en résultent sont toujours modifiés par la force de Coriolis, issue de la rotation de la Terre et qui provoque une déviation du courant par rapport à la direction du vent vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud.

Différences de densité

Lorsqu’elles sont en grandes masses, les eaux de densités différentes ne se mélangent pas; si elles se trouvent en contact, la plus dense tend à passer au-dessous de celle dont la densité est moindre. Ces forces thermohalines jouent un rôle particulièrement important dans la formation des eaux profondes et de fond des océans; celles-ci, qui sont évidemment les plus denses, ne se forment que dans les hautes latitudes, d’une part parce que les basses températures augmentent la densité, d’autre part parce que la formation de glace tend, sinon à augmenter la salinité, du moins à empêcher qu’elle ne soit trop abaissée par les précipitations. En réalité, ce mécanisme de formation des eaux profondes et de fond des océans ne se manifeste qu’en un petit nombre de zones privilégiées: la principale se trouve dans la mer de Weddell et, à un moindre degré, dans la mer de Ross, et l’on peut dire que les grands fonds du Pacifique et de l’océan Indien sont occupés essentiellement par des eaux qui proviennent de ces deux zones de l’océan Austral. Dans l’océan Atlantique également, l’eau d’origine antarctique occupe la majeure partie des grands fonds, surtout à l’ouest de la dorsale médiane. Toutefois, il y a aussi un écoulement épisodique d’eau d’origine arctique, à partir de la mer de Norvège, par-dessus le seuil qui barre transversalement l’Atlantique septentrional de la côte est du Groenland à l’extrémité nord de l’Écosse par l’Islande et les îles Féroé; cette eau arctique profonde descend en latitude, en passant au-dessus de l’eau antarctique de fond, plus dense qu’elle, et se retrouve dans les couches subsuperficielles vers 600 sud où elle forme ce qu’on appelle l’«eau antarctique circumpolaire». Sauf circonstances particulières (par exemple, les plongées hivernales d’origine convective, appelées par certains auteurs cascading ), les mouvements de ces eaux profondes et de fond sont lents ou très lents: dans les eaux de fond de l’océan Pacifique, leur vitesse de déplacement paraît être de l’ordre de 0,03 cm/s.

Action des vents

L’autre élément moteur essentiel des courants généraux réside dans les vents; ceux-ci entraînent les molécules d’eau de surface, et le mouvement se transmet de proche en proche aux molécules situées plus profondément. Toutefois, ces courants engendrés par les vents se modifient en fonction de la profondeur. En effet, d’une part, le frottement diminue la vitesse du courant quand la profondeur croît; d’autre part, la force de Coriolis dévie le courant de plus en plus au fur et à mesure que l’on s’enfonce; il en résulte que la distribution des vitesses et des directions d’un courant de vent aux différentes profondeurs s’ordonne suivant une spirale dite d’Ekman (fig. 6). La profondeur D, dite profondeur de frottement, à laquelle il y a inversion de direction par rapport au courant de surface en même temps qu’annulation de la vitesse, est donnée par la formule: D = 7,6 W/sin 﨏, où W est la vitesse du vent en m/s et 﨏 la latitude. Le schéma de la spirale d’Ekman n’est valable que lorsque l’épaisseur de la couche d’eau est supérieure à la profondeur de frottement; dans les aires côtières, la déviation du courant par rapport à la direction du vent est moindre.

Les grands systèmes de courants engendrés par les vents dans l’océan planétaire dérivent directement des traits généraux de la circulation atmosphérique (fig. 7). Celle-ci est dominée par l’existence, aux latitudes moyennes des deux hémisphères, de zones anticycloniques autour desquelles s’organisent deux sytèmes de vents d’ouest dominants. Aux hautes latitudes, ces vents soufflent de l’est; aux latitudes assez basses, règnent les alizés qui soufflent du nord-est dans la zone tropicale de l’hémisphère Nord et du sud-est dans la zone tropicale de l’hémisphère Sud. Les deux zones intéressées par les alizés sont séparées par la zone dite des calmes équatoriaux, centrée non sur l’équateur géographique mais sur l’équateur thermique, légèrement décalé vers le nord par rapport au précédent. En gros, la circulation océanique est calquée sur la circulation atmosphérique et comporte, dans chaque moitié septentrionale et méridionale des deux grands océans étendus dans le sens des méridiens (Atlantique et Pacifique), un vaste circuit anticyclonique des eaux; la force de Coriolis confère à ces circuits une certaine dissymétrie et les courants de direction générale méridienne sont plus puissants sur la rive occidentale des grands océans dans l’hémisphère Nord et sur la rive orientale dans l’hémisphère Sud (fig. 8).

De part et d’autre de la zone des calmes équatoriaux, les alizés provoquent la formation de deux courants portant d’est en ouest, dits nord-équatorial et sud-équatorial, et qui alimentent en eau réchauffée par leur passage aux basses latitudes les portions occidentales des circuits anticycloniques en direction des moyennes et hautes latitudes: Kuroshio dans le Pacifique nord, courant est-australien dans le Pacifique sud, Gulf Stream et dérive qui le prolonge dans l’Atlantique nord, courant du Brésil dans l’Atlantique sud, courant des Aiguilles dans le sud de l’océan Indien. On notera, en passant, que certains de ces courants d’eaux assez chaudes viennent au contact, sur la rive occidentale des océans, de courants secondaires d’eaux froides qui tendent à plonger sous ces eaux tièdes, au niveau de la zone d’affrontement: ainsi en est-il du courant du Labrador par rapport au Gulf Stream et de l’Oyashio par rapport au Kuroshio.

Les courants nord- et sud-équatorial sont alimentés, le long des rives orientales des océans, par des eaux venant des hautes latitudes, et de façon plus importante dans l’hémisphère Sud (courant du Pérou dans le Pacifique, courant de Benguela dans l’Atlantique) que dans l’hémisphère Nord (courant de Californie dans le Pacifique, courants des Canaries dans l’Atlantique). Les eaux de ces courants, qui descendent en latitude sur la rive orientale des océans, sont déviées vers le large par la force de Coriolis; l’action de celle-ci, jointe aux effets de vents soufflant parallèlement à la côte et vers les basses latitudes, rejette vers le large les eaux de surface et provoque le soulèvement d’eaux intermédiaires; ce phénomène dit d’upwelling côtier, générateur d’une grande fertilité biologique, s’ajoute à la présence d’eaux issues des hautes latitudes pour créer sur les rives orientales des océans une forte anomalie négative de température.

Malgré les apports d’eau des hautes latitudes et des eaux d’upwelling, et l’existence d’un contre-courant équatorial (d’ailleurs peu important) coincé entre les deux courants équatoriaux, le débit vers l’ouest de ces derniers est si considérable que les rives orientales des océans souffrent d’un véritable déficit d’eau. Cela conduit à envisager une troisième catégorie de courants généraux, moins importante que les deux précédentes, celle des courants «de compensation».

L’influence du vent sur les courants est particulièrement nette dans le nord de l’océan Indien en raison de l’inversion saisonnière des moussons. En mousson d’hiver, soufflant du nord-est, le schéma général des courants équatoriaux est le même que dans le Pacifique et l’Atlantique; l’intervention de la mousson d’été soufflant du sud-ouest fait disparaître le courant nord-équatorial qui est remplacé par un courant de direction générale ouest-est.

Courants de compensation

Les courants de compensation sont ainsi nommés parce qu’ils annulent l’excès ou, au contraire, le déficit d’eau qui existe dans une aire donnée de l’océan mondial. Par exemple, tant dans le Pacifique que dans l’Atlantique, le déficit d’eau sur les rives orientales des basses latitudes est compensé par un puissant courant portant à l’est et qui chemine, de 100 à 300 m environ, sous le contre-courant et sous le courant sud-équatorial; un sous-courant analogue portant à l’est existe aussi dans l’océan Indien. Un autre aspect très frappant de ces courants de compensation s’observe au niveau des détroits faisant communiquer, par exemple, une méditerranée avec l’océan, ou une mer intérieure avec une mer bordière ou une méditerranée (fig. 9). La mer Méditerranée, qui est soumise à une forte évaporation et reçoit peu de fleuves à grand débit, voit son déficit en eau comblé par un courant d’eau de l’Atlantique pénétrant en surface par le détroit de Gibraltar et qui longe la côte d’Afrique Mineure, cependant qu’un courant de sortie d’eau intermédiaire méditerranéenne, de débit moindre, sort en profondeur et remonte vers le nord au large de la péninsule Ibérique et jusqu’au sud de l’Irlande. La mer Baltique, au contraire, excédentaire en eau, donne naissance à un important courant de surface d’eau peu salée qui se dirige à travers les détroits séparant le Danemark de la Suède, cependant qu’un courant moins important d’eau plus salée de la mer du Nord se dirige en sens inverse, et au-dessous, puisque la densité de cette eau est plus élevée.

Mouvements verticaux

Il faut enfin mentionner les mouvements verticaux qui se manifestent sous leur aspect le plus typique en plein océan. Les courants dont la direction principale coïncide avec les parallèles ont toujours une composante méridienne; à la limite de deux masses d’eau affectées par un écoulement superficiel, il peut y avoir affrontement de ces composantes méridiennes réalisant ce qu’on appelle une convergence . Cela se produit, par exemple, à la limite entre le courant sud-équatorial et le contre-courant équatorial (convergence équatoriale), ou encore à la limite entre l’eau antarctique de surface et l’eau subantarctique supérieure, où la convergence antarctique (appelée aussi front polaire du Sud), située entre 500 et 620 sud et marquée par une forte discontinuité de la température de surface (5 0C), amène la formation de l’eau antarctique intermédiaire qui se dirige vers les basses latitudes. L’inverse d’une convergence est une divergence , qui se traduit essentiellement par une remontée vers la surface d’eaux intermédiaires assez froides et riches en aliments minéraux, ce qui est très favorable à la fertilité planctonique de ces zones; ainsi, au niveau de l’équateur géographique, les eaux du courant sud-équatorial du Pacifique tendent-elles à diverger à partir de l’axe de ce courant pour se diriger vers les deux zones de convergence situées immédiatement au nord et au sud. Dans une certaine mesure, les upwellings côtiers dont on a parlé précédemment et qui résultent d’une action conjointe de vents et de la force de Coriolis sont un cas particulier des divergences.

Houles et vagues

Les houles et les vagues sont des oscillations périodiques du niveau de la mer, qui se manifestent de façon épisodique, en fonction d’inégalités des pressions agissant sur la surface. Elles sont caractérisées par le fait que leur période, c’est-à-dire le temps (T) qui s’écoule entre le passage en un point donné de deux crêtes successives, est inférieure à 30 secondes.

La distinction entre houles et vagues est assez délicate. En simplifiant les choses à l’extrême, on peut dire que la houle est une oscillation de profil sensiblement sinusoïdal, donc très régulière, liée à une dépression mobile, et qui se propage sur de très longues distances, c’est-à-dire essentiellement dans les grands océans. Au contraire, les vagues, qui représentent ce que les marins appellent «la mer du vent», sont des oscillations formées sur place, sous l’influence d’un vent local, à condition que celui-ci dépasse de 1,5 à 2 m/s; les particules superficielles de l’eau mises en mouvement par la friction du vent suivent des circonférences dans un plan vertical orienté suivant l’axe du vent; ces particules superficielles transmettent, par frottement, un certain mouvement aux particules d’eau sous-jacente, mais le diamètre des cercles décrits par celles-ci décroît de façon exponentielle avec la profondeur. On appelle longueur d’onde d’une houle ou d’une vague (L) la distance existant entre deux crêtes successives, et amplitude (A) la différence de niveau entre la crête et le creux; la célérité, c’est-à-dire la vitesse à laquelle se propage l’intumescence, est exprimée par le rapport L/T.

Lorsque la vitesse du vent qui engendre les vagues croît, L et A augmentent; mais, au-delà d’un vent de 5 m/s, A croît plus vite que L et ce qu’on appelle la «cambrure» de la vague (A/L) augmente. Or la cambrure ne peut, au large, dépasser une valeur de l’ordre de 0,14; à ce moment se forment, sur la crête de la lame, des «moutons».

La houle à l’état pur est relativement rare; le plus souvent s’y ajoutent des vagues qui superposent leurs caractéristiques propres à celles de la houle. Quoi qu’il en soit, houles et vagues n’intéressent, en fait, qu’une très mince couche de l’océan, de l’ordre de quelques dizaines de mètres au plus; au-delà d’une profondeur égale à la demi-longueur d’onde, l’agitation de l’eau qui en découle est pratiquement nulle.

Les houles et les vagues ont, au voisinage du rivage, des effets spectaculaires, en raison de l’énergie considérable qu’elles y dissipent. Lorsque la pente des fonds proches du rivage est faible ou moyenne, la houle commence à se modifier; si la profondeur est inférieure à la moitié de la longueur d’onde, il y a déferlement. Si la période reste la même, en revanche, les crêtes subissent un phénomène appelé réfraction . Ce phénomène consiste en ceci que les droites perpendiculaires (orthogonales) aux crêtes, qui sont parallèles au large, tendent à prendre une direction perpendiculaire aux isobathes (courbes d’égale profondeur); l’action destructrice des vagues ou des houles à la côte sera évidemment plus intense si ces orthogonales convergent que si elles divergent.

Quand les houles ou les vagues viennent à frapper un obstacle à pente forte, il y a simplement réflexion et celle-ci peut entraîner, en avant de l’obstacle, si la direction de propagation est perpendiculaire à celui-ci, l’apparition d’une onde stationnaire (fig. 10).

Ondes de périodes supérieures

Si les houles et les vagues sont caractérisées par une période ne dépassant guère 30 secondes, les eaux marines peuvent aussi être perturbées par des ondes de période supérieure. Un exemple en est représenté par les ondes ou marées [cf. MARÉES] de périodes voisines de 12 et 24 heures et qui ne sont qu’un aspect particulier d’un ensemble assez composite, groupé sous le vocable d’ondes longues et dont quelques exemples sont donnés ci-après.

Les ondes de périodes s’échelonnant entre une trentaine de secondes et cinq minutes environ sont appelées infravagues ; elles paraissent résulter de phénomènes complexes se développant dans des zones où existent des vagues de vent de périodes bien plus courtes.

Les véritables ondes longues, et dont la longueur est considérable par rapport à la profondeur, sont représentées par deux catégories principales: les ondes de tempête et les tsunamis.

Les ondes et tempête sont, comme leur nom l’indique, d’origine météorologique: des dépressions barométriques très creuses se déplaçant sur une zone marine provoquent des variations de niveau (une baisse de 1 millibar de la pression atmosphérique élève le niveau de la mer de 1 cm); à ces variations de niveau se superposent des effets liés à la force d’entraînement du vent (courants, houles, vagues, afflux d’eau lorsque le vent souffle vers la terre) et parfois ceux de l’onde de marée. Lorsque la vitesse de déplacement de la dépression est égale à la vitesse de propagation de l’onde d’oscillation propre du bassin, survient un phénomène de résonance, et les conséquences en sont d’autant plus graves que la diminution de profondeur au voisinage du rivage en accroît l’amplitude. De telles ondes de tempête provoquent fréquemment de terribles catastrophes sur les côtes méridionales de la mer du Nord.

Les tsunamis , eux, sont des ondes longues provoquées par des tremblements de terre, des avalanches atteignant la mer, des éboulements sous-marins. Ces phénomènes engendrent localement une onde qui, en raison de l’incompressibilité de l’eau, se répercute de façon centrifuge à partir du point d’ébranlement et sur des distances considérables. Les oscillations des tsunamis, dont la période est de l’ordre de un quart d’heure et la longueur d’onde de l’ordre de 100 milles marins, se propagent sur des distances énormes à des vitesses de plusieurs centaines de kilomètres à l’heure et provoquent, lorsqu’elles arrivent sur les rivages, de véritables cataclysmes, tant à cause de leur vitesse élevée qu’en raison de leur amplitude, qui peut dépasser 30 mètres.

Les oscillations du niveau de la mer examinées jusqu’ici, quelle qu’en soit la force génératrice, ont été envisagées essentiellement au sein d’une couche d’eau relativement superficielle et supposée homogène. En fait, des mesures au point fixe à profondeur constante montrent fréquemment, principalement au-dessus des talus continentaux, des oscillations périodiques de la température et de la salinité. Il existe donc, dans les profondeurs océaniques, des ondes internes , extraordinairement complexes, issues de causes diverses et interférentes: marées, houles, perturbations atmosphériques, etc.

Enfin, un type très particulier d’oscillation du niveau de la mer est représenté par ce qu’on appelle les seiches , qui sont des ondes stationnaires développées sous l’influence d’une force extérieure agissant sur l’eau contenue dans un bassin bien délimité. Décrites pour la première fois dans des lacs [cf. LIMNOLOGIE], les seiches ne se manifestent, dans les milieux océaniques, qu’au sein de baies relativement fermées; à chaque baie correspond une onde stationnaire propre, dont les caractéristiques dépendent des dimensions, de la profondeur, des propriétés de l’eau, etc. Les seiches côtières peuvent être déclenchées par les facteurs les plus variés: modification brusque de la pression barométrique, coup de vent, arrivée à la côte d’une onde longue en provenance du large... L’oscillation persiste évidemment tant qu’agit la force génératrice; lorsque celle-ci cesse, l’oscillation continue en s’affaiblissant graduellement, au fur et à mesure que l’énergie reçue est dissipée par les effets de la viscosité interne et du frottement sur le fond.

4. La vie dans les océans

La première caractéristique des milieux océaniques est qu’ils sont peuplés dans les trois directions de l’espace. Certes, le peuplement des fonds eux-mêmes est limité à quelques dizaines de centimètres d’épaisseur (sauf en ce qui concerne certains micro-organismes), de même que pour les sols terrestres; mais, alors que les insectes ou les oiseaux ne s’élèvent guère dans l’atmosphère au-delà de quelques centaines de mètres, et le plus souvent beaucoup moins, les eaux des océans et des mers sont peuplées depuis la surface jusqu’aux plus grandes profondeurs.

Si l’on considère l’ensemble du peuplement des océans, la première subdivision qu’on peut y faire résulte évidemment des rapports entre ces organismes et le milieu. On y distingue ainsi deux grands domaines: le domaine pélagique, peuplé par les pélagos (cf. vie PÉLAGIQUE) pour les êtres vivant dans les eaux (plancton et necton); le domaine benthique, peuplé par le benthos (cf. vie BENTHIQUE), pour ceux qui vivent sur ou dans les fonds (fig. 11). En fait, la distinction entre pélagos et benthos n’a pas une rigueur absolue. Ainsi bon nombre d’êtres benthiques passent une partie de leur existence dans le plancton: au cours de leur développement, de nombreux Invertébrés, en particulier des Vers, des Crustacés, des Mollusques, ont un stade larvaire planctonique qui peut durer jusqu’à plusieurs semaines, ou même plusieurs mois. Divers poissons benthiques ou nectobenthiques ont des œufs pélagiques. Certaines Annélides polychètes benthiques (Nereis , Syllis , etc.) deviennent pélagiques au moment de la reproduction. Il existe même des espèces qui sont benthiques le jour et pélagiques la nuit, tels de nombreux Crustacés Cumacés. Même entre benthos et necton, la distinction peut être malaisée; ainsi le merlu, poisson franchement benthique le jour, devient-il pélagique-nectonique la nuit pour chasser les petits poissons et crustacés planctoniques ou nectoniques qui constituent l’essentiel de sa nourriture.

L’écosystème océanique

Des micro-organismes, dont seul le microscope électronique permet l’étude détaillée, jusqu’aux grands squales de dix mètres de long ou aux balénoptères de cent vingt tonnes, tous les êtres vivants des milieux océaniques sont engagés, à un échelon ou à un autre, dans cet enchaînement, étonnamment complexe dans ses détails, que constitue le cycle de la matière au sein de l’écosystème océanique.

Les organismes autotrophes

À la base de toute vie se retrouve, dans les océans comme sur les continents, l’aptitude des végétaux à effectuer la synthèse de la matière organique à partir de substances minérales; ces êtres «autotrophes» utilisent ainsi le gaz carbonique, les phosphates, nitrates, sels ammoniacaux, alors que les animaux exigent une nourriture à base de matières organiques. L’énergie nécessaire à cette synthèse peut, chez certaines Bactéries dites chimiosynthétiques, provenir de l’oxydation de diverses substances minérales, par exemple de l’hydrogène sulfuré ou des sulfures; mais, le plus souvent, elle provient de la lumière solaire et sa captation est assurée par des pigments qui réalisent la photosynthèse.

Ces pigments (bactériochlorine des Bactéries autotrophes et chlorophylles des végétaux) jouent un rôle capital dans la production primaire de matière organique, réalisée ici essentiellement par les Algues et les Phanérogames marines.

Du fait que les radiations solaires, en s’enfonçant dans les eaux, sont assez rapidement absorbées (surtout celles correspondant au rouge et à l’orangé du spectre), la quantité de lumière, donc d’énergie disponible, diminue rapidement avec les profondeurs croissantes; la profondeur pour laquelle l’énergie libérée par photosynthèse compense exactement la dépense d’énergie due à la respiration, c’est-à-dire à l’entretien du métabolisme minimal compatible avec la survie du végétal, s’appelle la profondeur de compensation ; au-delà de cette profondeur – qui varie d’ailleurs avec les espèces, celles-ci étant plus ou moins exigeantes en ce qui concerne l’éclairement –, la végétation benthique ne peut s’établir; si un individu d’une espèce planctonique a été entraîné par un courant descendant au-delà de la profondeur de compensation, il ne peut que dépérir, à moins qu’un mouvement ascendant des eaux ne le ramène assez rapidement dans la couche où l’éclairement est suffisant.

Les herbivores

À partir de cette production végétale primaire se constitue une chaîne, ou pyramide alimentaire (on dit aussi trophique) dans laquelle chaque échelon sert de nourriture au suivant [cf. BIOCÉNOSES]. Comme sur les continents, les végétaux vont être consommés par des animaux herbivores et cela, selon des travaux très récents, avec un rendement de transformation qui serait au moins de l’ordre de 20 à 25 p. 100: c’est-à-dire qu’un herbivore consommant 100 g d’un végétal marin verrait, en moyenne, son propre poids augmenter de 20 à 25 g. En réalité, dans les milieux océaniques, la transmission de l’énergie emprunte souvent des voies plus détournées. C’est seulement dans le domaine benthique que l’on peut être absolument certain qu’une espèce animale a un régime exclusivement végétarien, en particulier quand elle collecte les végétaux par un mécanisme de découpage ou de grattage du substrat. Dans le domaine pélagique, la plupart des animaux réputés herbivores se procurent leur nourriture par filtration ou par un mécanisme analogue. Or, au sein des eaux, aux algues unicellulaires de l’échelon primaire se trouvent mêlés, d’une part, des animaux à l’état adulte ou larvaire et, d’autre part, des particules non vivantes. La sélection effectuée par le «filtreur» sur l’ensemble du matériel existant en suspension dans l’eau est fonction des caractéristiques du dispositif filtrant, c’est-à-dire de la dimension de ses mailles et du mécanisme de rejet des particules trop grosses pour être ingérées. Grossièrement, cette sélection est assez aisée, les dimensions des cellules phytoplanctoniques étant généralement inférieures à celles des espèces zooplanctoniques (Protozoaires exceptés).

Si, parmi le matériel organique non vivant en suspension, il y a des cadavres et des débris assez volumineux d’animaux du zooplancton, la plus grande partie de ce matériel est constituée de particules qui se placent dans la même gamme dimensionnelle que les cellules phytoplanctoniques et qui sont donc collectées en même temps que celles-ci par les filtreurs. Parmi ces particules se trouvent les débris les plus petits mais également les fèces (excréments) rejetés par les organismes ainsi que certaines excrétions semi-solides, tels par exemple les filaments ou flocons de mucus. Toutes ces particules organiques non vivantes supportent évidemment des micro-organismes qui vivent partiellement à leurs dépens, mais la situation est rendue encore plus complexe par le fait que, soit par l’action des micro-organismes eux-mêmes, soit par des phénomènes d’absorption purement physico-chimiques, ces particules sont capables de s’accroître aux dépens des substances organiques existant en solution dans les eaux. Ces déchets et particules représentent donc, du point de vue de la chaîne trophique, un véritable échelon paraprimaire dont le rôle a été à peu près complètement méconnu jusqu’à une date très récente.

Les microphages

Par un curieux paradoxe, ces détritus organiques divers sont communément considérés comme la nourriture de base de la plupart des Invertébrés benthiques microphages, aussi bien de ceux qui prélèvent leur nourriture dans l’eau surmontant immédiatement le fond que de ceux qui collectent, par des mécanismes divers, la pellicule superficielle des sédiments. Ce faisant, on a négligé le rôle des algues benthiques unicellulaires, qu’elles demeurent sur le fond ou qu’elles soient mises en suspension au voisinage de celui-ci par les mouvements des eaux.

Ainsi, dans le domaine pélagique comme dans le domaine benthique, est-on amené à admettre que la microphagie s’exerce aussi bien aux dépens du véritable échelon primaire qu’aux dépens de tout un ensemble très hétérogène de particules organiques non vivantes. Le problème est encore compliqué, d’ailleurs, du fait qu’on ignore si les microphages sont effectivement capables d’assimiler la matière organique morte, ou s’ils ne tirent parti, pour leur métabolisme, que de la matière vivante représentée par les micro-organismes qui pullulent sur ces détritus. Cette incertitude fait peser une hypothèque supplémentaire sur l’évaluation de l’énergie qui parvient à l’échelon secondaire de la chaîne trophique, puisqu’on ne sait pas si l’on doit adopter, comme base du système, l’énergie renfermée dans les particules elles-mêmes, ou seulement celle qui a été transformée en matière vivante par les bactéries, lesquelles ont d’ailleurs un rendement énergétique excellent puisqu’elles sont capables de convertir en carbone organique vivant environ de 30 à 40 p. 100 du carbone représenté par la matière organique non vivante. Il faut noter enfin que, dans le cas où l’utilisateur de l’échelon primaire ou paraprimaire est un Protozoaire (le plus souvent Tintinnide ou autre Infusoire cilié), un intermédiaire vient s’ajouter entre cet échelon et l’échelon secondaire, ce qui entraîne évidemment une perte supplémentaire d’énergie; le rôle de ces Protozoaires, à peine soupçonné à l’heure actuelle, peut cependant être bénéfique pour l’ensemble de l’écosystème, car ils consomment des particules, non vivantes ou vivantes (bactéries, très petites algues), dont la dimension est si faible qu’elles ne pourraient être arrêtées par les filtres les plus fins mis en œuvre par des Invertébrés et dont ils assurent ainsi à ceux-ci l’accessibilité d’une façon indirecte vers la suite de la chaîne trophique.

Les carnivores

Qu’ils soient réellement herbivores, partiellement ou même totalement détritivores, les animaux de l’échelon secondaire, à leur tour, sont consommés par l’échelon tertiaire représenté soit par un Invertébré carnivore (ce qui est beaucoup plus fréquent dans le domaine benthique que dans le domaine pélagique), soit par un Poisson, soit même par un Cétacé mangeur de zooplancton. Il semble qu’à cet échelon tertiaire le rendement de transformation de l’énergie soit moins favorable et ne soit guère (sauf cas exceptionnels qu’il importerait de vérifier) que de 15 à 20 p. 100 au maximum, et souvent inférieur.

Au-delà, il peut y avoir un quatrième et même parfois un cinquième échelon, représenté par des prédateurs se nourrissant d’animaux eux-mêmes déjà carnivores; à ces échelons élevés, le rendement de transformation est encore plus faible et l’on admet qu’il ne dépasserait jamais 10 p. 100.

Le rendement de l’écosystème marin

Le rendement du transfert d’énergie d’un échelon au suivant est encore mal connu, mais on peut dire que, en règle générale, ce rendement est d’autant plus faible que l’on envisage l’aboutissement de ce transfert à un échelon plus élevé. Si le rendement annuel de la pêche de l’anchois au Pérou a pu dépasser douze millions de tonnes en 1972, cela est dû certes à l’enrichissement minéral des eaux superficielles par l’upwelling lié au courant du Pérou, mais plus encore au fait que cet anchois, au moins passé le stade d’alevin, consomme uniquement ou presque du phytoplancton, alors que la sardine d’Europe, par exemple, consomme surtout du zooplancton qui a dû, au préalable, édifier sa propre substance aux dépens de l’échelon primaire.

Sous l’angle de l’utilisation humaine, il serait avantageux d’effectuer le prélèvement à un échelon aussi proche que possible de la base. Malheureusement, la collecte en masse du plancton végétal (qui renferme d’ailleurs parfois des substances toxiques) n’est pas concevable; quant à celle du plancton animal, qu’on envisage de réaliser dans les mers australes où il est, localement, extraordinairement abondant, elle présente encore de grandes difficultés pratiques. Dans le domaine pélagique (fig. 12), la chaîne alimentaire est d’ailleurs relativement satisfaisante, c’est-à-dire qu’elle présente assez peu de fuites vers des espèces dépourvues d’intérêt économique. Certes, un Copépode herbivore peut, au lieu d’être consommé par une sardine ou un hareng, être mangé par un Chétognathe; mais celui-ci finira bien à son tour par être mangé par un maquereau ou par un thon, et l’énergie que représentait le Copépode retournera, après une amputation supplémentaire due à cette «bretelle», à la chaîne aboutissant à la consommation humaine. Dans le domaine benthique, la situation est beaucoup moins satisfaisante (fig. 13): non seulement les Invertébrés microphages (petits Bivalves, Vers, petits Crustacés), qui sont l’essentiel de la nourriture des Poissons benthiques, entrent en compétition pour la nourriture disponible avec d’autres Invertébrés (Éponges, Hydroïdes, Bryozoaires, Ophiures, Ascidies, etc.) qui ne sont que peu ou pas consommés par les poissons, mais encore ceux-ci sont concurrencés dans l’utilisation de l’échelon secondaire par de nombreux Invertébrés d’utilisation médiocre ou nulle. Ces «concurrents» des poissons prélèvent sur la provende commune une part d’autant plus grande que leur cycle biologique est, en moyenne, trois ou quatre fois plus bref que celui des poissons et, donc, leurs besoins alimentaires beaucoup plus élevés. Ainsi le petit Bivalve qui aurait pu servir de nourriture à une sole est-il bien souvent consommé par un crabe ou par une astérie. La chaîne alimentaire du domaine benthique est donc riche en fuites latérales aboutissant à des espèces inutilisables pour l’homme et qui ne restitueront leur énergie potentielle à l’écosystème qu’après leur mort. Ainsi s’explique que, lorsqu’on examine la statistique des pêches mondiales de poissons, les espèces pélagiques y représentent sensiblement les trois quarts des apports contre un quart seulement aux poissons benthiques.

Cycle de la matière

Si, jusqu’ici, l’écosystème marin n’a été envisagé que sous l’angle de la pyramide trophique, il importe, sur un plan plus général, de considérer l’ensemble du cycle de la matière dans les milieux océaniques. Si un tel cycle n’existait pas, la vie océanique serait presque inexistante, puisque les végétaux ne pourraient consommer qu’au fur et à mesure les sels minéraux nutritifs (phosphates, nitrates, etc.) apportés à l’océan par le drainage des terres émergées. En fait, les matières organiques représentées par les excrétions et les cadavres de tous les êtres marins (animaux et végétaux) sont soumises à une dégradation, notamment par les bactéries hétérotrophes qui finissent par minéraliser complètement ces matières organiques sous forme de gaz carbonique, sels ammoniacaux, nitrates, phosphates, etc., reconstituant ainsi de façon continue le stock minéral nécessaire à la vie végétale. De plus, ces bactéries, vivant aux dépens des matières organiques et qui jouent sans doute un rôle important dans l’évolution des agrégats de matière organique non vivante, représentent, comme on l’a vu plus haut, une source de nourriture importante pour les animaux microphages. Bien qu’on sache maintenant que la dégradation du matériel organique mort peut aussi se faire par voie purement chimique et sans intervention de germes bactériens, il n’en reste pas moins que les bactéries jouent dans le cycle de la matière des océans un rôle qui a été longtemps méconnu, mais qui est de première importance.

À côté des substances minérales que sont les constituants secondaires non conservatifs des eaux marines, substances qui sont à la fois à l’origine et au terme de tous les phénomènes de la vie dans les milieux océaniques, la matière organique elle-même peut exister sous quatre états différents, l’un vivant et les trois autres dépourvus de vie: sous forme particulaire, sous forme de solution colloïdale, sous forme de solution vraie. Entre ces quatre états de la matière organique s’établissent d’incessants échanges suivant des équilibres dont on ignore pratiquement tout; il semble toutefois que la fraction de la matière organique totale représentée par les êtres vivants soit relativement faible, sans doute à peine de l’ordre du dixième du total. La phase dissoute, qui peut résulter d’une décomposition assez poussée de certaines molécules complexes existant dans les organismes ou de véritables sécrétions de ceux-ci dans le milieu (substances ectocrines), est particulièrement mal connue. On peut considérer comme à peu près démontré que, chez divers Invertébrés, elle peut être assimilée directement et concourir à la nutrition; mais l’action de ces substances sur la physiologie de divers organismes est sans aucun doute d’une importance beaucoup plus générale, encore qu’on ne possède sur ces phénomènes que des données très fragmentaires. Ainsi certaines espèces émettent des substances qui favorisent, ou au contraire inhibent, la croissance et la multiplication d’autres espèces; des espèces phytoplanctoniques laissent diffuser dans l’eau des substances qui provoquent l’éclosion des larves de certains Crustacés et stimulent les mécanismes de pompage des Bivalves. Un champ immense de recherche s’ouvre aux biochimistes du milieu marin pour élucider ces interactions si complexes.

Les organismes et le milieu

Les facteurs ambiants, qu’ils soient d’ordre physico-chimique ou en rapport avec les liens d’interdépendance des êtres vivants eux-mêmes, interviennent de façon importante sur la distribution et l’abondance de ces êtres vivants et des unités de peuplement (biocénoses et communautés) auxquelles ils participent.

Les êtres benthiques sont évidemment les seuls qui puissent être influencés par les caractéristiques du fond; de par leurs exigences en ce qui concerne la fixation ou la reptation, certains d’entre eux sont liés aux substrats durs: roches en place, récifs de coraux morts, débris de coquilles, coques de navires, quais, alors que d’autres, au contraire, ne peuvent vivre que sur des substrats non cohérents: graviers, sables, vases. Si la faune endogée est pauvre sur les substrats durs, elle est relativement riche sur les fonds meubles, grâce aux possibilités de fouissage (Bivalves, Vers, Crustacés, Échinodermes); les fonds meubles ont aussi une faune épigée, vivant sur le substrat, y marchant ou nageant à son voisinage immédiat; la flore, riche en algues unicellulaires dans la couche éclairée, est généralement pauvre en grandes algues et les Phanérogames ne sont communes que dans les profondeurs relativement faibles; la distribution des espèces tant épigées qu’endogées dépend largement des caractères du substrat lui-même et, notamment, de la dimension moyenne des particules qui le constituent. En fait, ces caractéristiques découlent des conditions de circulation des eaux au voisinage du fond: un fond de graviers ou de sable est l’indice de courants relativement actifs, alors qu’un fond sablo-vaseux est la conséquence d’un calme relatif des eaux susjacentes. La nature du fond agit sur la distribution des espèces, d’une part directement par l’intermédiaire des possibilités de fouissage ou de reptation, et d’autre part indirectement du fait que le renouvellement des particules organiques en suspension, donc de la nutrition, est mieux assuré sur les fonds liés à l’existence des courants actifs.

Un autre facteur de distribution propre aux êtres benthiques est l’exondation. Dans les portions du littoral soumises aux balancements des marées, les végétaux et les animaux sont adaptés à supporter une certaine émersion, dont les effets sont complexes: dessication, élévation (ou abaissement) de température, éclairement trop vif (puisque la filtration des radiations solaires par l’eau n’intervient plus), etc. Ces effets sont particulièrement sensibles sur les côtes rocheuses, où l’on observe une zonation verticale très nette [cf. LITTORAL MARITIME].

Sur les substrats meubles, les conséquences de l’exondation sont beaucoup moins nettes, à la fois en raison de l’imbibition du substrat (d’autant plus forte que celui-ci renferme davantage de particules plus fines) et donc de meilleures possibilités d’enfouissement des organismes.

Tous les autres facteurs du milieu agissent aussi bien sur les êtres benthiques que sur les êtres pélagiques, mais parfois avec une intensité inégale. La température et la salinité conditionnent la densité et la viscosité des eaux de mer et, par là, agissent de façon importante sur la distribution des êtres planctoniques dont elles assurent la flottabilité; les eaux chaudes ou peu salées «portent» moins que les eaux froides ou salées (ou à la fois froides et salées), de sorte que les adaptations à la sustentation sont plus développées chez les êtres vivant dans les eaux chaudes ou dessalées que chez ceux qui vivent dans des eaux plus froides ou plus salées (cf. vie PÉLAGIQUE). Le facteur thermique, en tant que tel, agit aussi: les espèces qui ne tolèrent que de faibles écarts de température (sténothermes) ont tendance à se localiser dans les eaux tropicales superficielles (espèces thermophiles), dans les eaux polaires superficielles ou dans les eaux profondes (espèces psychrophiles); au contraire les espèces eurythermes, supportant des températures assez diverses, sont particulièrement nombreuses dans les mers tempérées et ont parfois une large distribution géographique. Le facteur «salinité» seul agit surtout sur la distribution des espèces benthiques et principalement lorsque sa valeur vient à être fortement diminuée, c’est-à-dire dans les milieux qu’on appelle «saumâtres» et dont on admet en général que la salinité est comprise entre 25 p. 1 000 et 5 p. 1 000. Dans ces eaux saumâtres, presque toutes les espèces présentes sont d’origine marine, parfois représentées d’ailleurs par des races physiologiques adaptées à la diminution de salinité; la diversité spécifique est toujours plus faible que dans les eaux véritablement marines.

L’éclairement conditionne la distribution des végétaux chlorophylliens, ainsi que celle des animaux vivant en symbiose avec des algues unicellulaires photoautotrophes (Coraux, Tridacnes, etc.); tous ces êtres ne peuvent exister que dans les couches qui reçoivent un éclairement suffisant pour assurer la photosynthèse. Sur les animaux, l’action de la lumière est évidente aussi, mais ses modalités sont mal connues: il y a des espèces photophiles (plus ou moins) et d’autres photophobes, et la sensibilité à certaines intensités d’éclairement peut provoquer des migrations verticales, dites circadiennes, plus ou moins bien ajustées sur l’alternance des jours et des nuits; ces migrations affectent beaucoup d’espèces du plancton, mais aussi certaines espèces benthiques (petits Crustacés surtout) qui deviennent planctoniques la nuit.

On connaît mal l’influence de la teneur en oxygène dissous sur la distribution des êtres vivants, sauf dans les cas où cette teneur devient très faible. Ainsi, dans les sédiments riches en matière organique, qui constituent donc un milieu très réducteur, la faune de petites espèces vivant dans les interstices au-delà de un à deux centimètres est très appauvrie; elle comprend principalement des Protozoaires et surtout des Nématodes, dont la physiologie reste inconnue. De même, dans les eaux océaniques intermédiaires où existe une couche dite du minimum d’oxygène dissous, on observe, lorsque ce minimum atteint des valeurs particulièrement faibles (moins de 1 ml/l), un net appauvrissement du plancton, sans toutefois qu’il y ait disparition complète. Certaines masses d’eau (de subsurface ou plus profondes) de divers milieux (mer Noire, portions de certains fjords), où le caractère réducteur est très poussé, sont non seulement dépourvues d’oxygène dissous, mais encore renferment de l’hydrogène sulfuré, ce qui entraîne la disparition de toute vie autre que bactérienne.

Les connaissances relatives à l’action de la pression atmosphérique sont des plus sommaires. Il semble que certaines variations brutales, ou encore les différences de pression dues à l’épaisseur de la couche d’eau dans des zones côtières affectées par de fortes marées, puissent intervenir sur le métabolisme de certains animaux benthiques vivant non loin des rivages. Quant à l’action de la pression hydrostatique en profondeur (1 kg/cm2 pour chaque tranche d’eau de 10 m, soit 1 100 bars environ à 11 000 m), on en est réduit aux hypothèses: on suppose que l’accroissement de pression augmenterait l’intensité du métabolisme, qui, par contre, est diminué par les basses températures régnant dans les grands fonds. Il faut d’ailleurs, à ce propos, souligner que les animaux vivant dans les grands fonds ne risquent pas d’être «écrasés», puisque l’intérieur de leur corps est en équipression avec l’extérieur; seuls peuvent «avoir des problèmes» ceux dont l’organisme comporte un volume gazeux (certains Poissons et Siphonophores).

Outre les facteurs directement liés à l’ambiance physique et chimique, on doit aussi insister sur le rôle important que jouent, dans la distribution et l’abondance des populations, les facteurs inhérents à ces êtres eux-mêmes. Les problèmes posés par les disponibilités en nourriture ont une importance majeure. Si favorable que soit l’ambiance physico-chimique, une espèce ne peut constituer une population dans un espace donné et l’y maintenir que si elle y dispose d’une nourriture de nature convenable et en quantité suffisante. Les exigences nutritionnelles plus ou moins importantes agissent au premier chef sur la distribution des espèces elles-mêmes: si le nombre des espèces benthiques ou pélagiques diminue avec la profondeur, c’est essentiellement parce que les ressources alimentaires se raréfient simultanément, ce qui explique aussi la pauvreté de la faune abyssale. On observe aussi dans le plancton, de la côte vers le large, une forte diminution de l’abondance des populations, due également au fait que les eaux côtières ont une production primaire plus élevée (à l’exception des aires océaniques d’upwelling).

Bien entendu, le fait qu’une espèce vive aux dépens d’une autre peut contribuer à diminuer l’abondance de la population de cette dernière et, à la limite, en assurer la quasi-extinction. Mais il est généralement très difficile de distinguer, lors de la décroissance d’une population, ce qui revient au vieillissement, à la mortalité naturelle ou encore à la compétition avec une autre espèce appartenant au même maillon de la chaîne alimentaire, de ce qui est imputable à la consommation par une espèce appartenant au maillon suivant de cette chaîne.

La difficulté est d’autant plus grande que, pour les espèces dont le cycle biologique est bref, le potentiel de reproduction – qui dépend à la fois de l’ambiance physico-chimique et des caractéristiques propres à l’espèce – peut assurer un certain renouvellement de la population. Pour les espèces dont la durée de vie et le cycle sont plus longs (par exemple, une année ou plus), l’abondance des populations dépend largement des conditions de milieu qui ont régné pendant la période de reproduction; lorsque ces conditions ont été particulièrement favorables, la classe d’âge de l’année sera spécialement nombreuse; la connaissance du recrutement correspondant à chaque classe d’âge est, pour les espèces d’intérêt économique, un élément important de la prévision du rendement des pêches.

5. Les ressources naturelles de l’océan

L’océan mondial, qui couvre près des trois quarts de la surface de notre planète, représente, en fait, un véritable sixième continent, dont l’humanité ne tire actuellement qu’une faible part des ressources nécessaires à sa subsistance et à son développement. Ces ressources peuvent être classées sommairement sous trois rubriques: énergie ; substances minérales contenues dans les eaux, le sol ou le sous-sol; matière vivante consommable par l’homme ou les animaux domestiques.

Ressources énergétiques

L’océan mondial est un réservoir d’énergie inestimable. En fait d’ailleurs, à l’exception de la chaleur transmise au fond des océans à partir de l’intérieur du globe (attestée localement par des venues hydrothermales sous-marines), de celle dissipée par les tremblements de terre et, bien entendu, de celle des marées qui est liée à l’attraction combinée de la Lune et du Soleil, cette énergie n’est que «de seconde main». C’est en effet essentiellement du Soleil, par l’intermédiaire de l’atmosphère, que l’océan reçoit son énergie, soit directement sous forme thermique (échauffement des eaux de surface), soit sous forme mécanique puisque les grands courants atmosphériques engendrent des courants marins tandis que les perturbations météorologiques produisent à la fois l’agitation de surface et des courants plus ou moins directement liés à celle-ci.

Une part de l’énergie thermique accumulée par les eaux océaniques est d’ailleurs restituée à l’atmosphère et se trouve à l’origine des perturbations météorologiques. Cela justifie les recherches entreprises par les océanographes physiciens pour améliorer les connaissances sur les échanges d’énergie entre l’océan et l’atmosphère, et pour envisager le contrôle des phénomènes météorologiques (notamment des plus dévastateurs, tels que les typhons et les ouragans).

Dans l’immédiat, les tentatives de domestication par l’homme des énergies de l’océan concernent l’énergie des marées, l’énergie des houles et des vagues, l’énergie thermique.

L’énergie des marées a été utilisée depuis des temps reculés, là où l’amplitude de celles-ci est suffisante, comme le prouvent par exemple les nombreux moulins à marées des côtes bretonnes. Le principe, extrêmement simple, consiste à laisser s’emplir, pendant la pleine mer, un bassin dont l’écoulement, à basse mer, actionne une roue à aubes. L’usine marémotrice de la Rance, avec ses groupes bulbes, est un exemple d’utilisation moderne de l’énergie tirée des marées pour obtenir de l’énergie électrique. Il est certain que d’autres usines marémotrices pourraient être établies sur des rivages affectés par de fortes marées: encore faut-il que la topographie du site s’y prête et aussi qu’un bilan énergétique précis soit établi au préalable, pour éviter que la perturbation apportée à l’onde de marée par le prélèvement d’énergie effectué par l’usine ne soit tel que cette onde en soit démesurément affaiblie, ce qui pourrait rendre l’opération non rentable sur le plan économique [cf. MARÉES].

L’énergie des vagues frappant la côte a retenu aussi l’attention malgré son caractère discontinu. De fortes vagues peuvent représenter des pressions de l’ordre de 7 kg/cm2 et des vitesses d’impact dépassant 200 km/h. Des diverses solutions proposées, on peut retenir celles qui font appel à des dispositifs mécaniques, soit que l’on cherche à faire tourner une sorte de rotor, soit que l’on utilise les mouvements verticaux du plan d’eau à l’intérieur d’un puits communiquant avec la mer pour faire mouvoir un flotteur. En fait, les divers essais pour capter l’énergie des vagues, qu’on peut classer parmi les énergies «sauvages», n’ont jamais donné lieu qu’à des installations modestes, et celles-ci ont toujours été plus ou moins rapidement détruites par la corrosion et par les excès mêmes des forces qu’elles prétendaient domestiquer.

L’énergie thermique enfin, dont le principe d’utilisation avait été énoncé par E. d’Arsonval, a été l’objet d’essais, entre les deux guerres mondiales, de Georges Claude et Paul Boucherot. L’idée maîtresse consiste à faire fonctionner une machine thermique en utilisant comme source chaude l’eau à 25 ou 28 0C des couches superficielles des mers intertropicales, et, comme source froide, de l’eau à 5 ou 7 0C prise en profondeur. Les expériences ont montré la validité du principe, mais l’application pratique s’est heurtée à des difficultés techniques, tenant notamment à la réalisation des tuyauteries amenant l’eau froide. Compte tenu des progrès de la technologie et de l’existence de matériaux nouveaux résistant à la corrosion, il n’est pas impossible que ce principe réserve quelques possibilités d’avenir.

Ressources minérales

L’exploitation des ressources minérales de l’océan mondial a été très anciennement pratiquée, mais seulement en ce qui concerne les substances qui existent à l’état dissous, c’est-à-dire les sels, principalement le chlorure de sodium (dont l’usage domestique tend de plus en plus à être éclipsé par les dérivés que peut en tirer l’industrie chimique) et d’autres sels comme le chlorure de magnésium.

Au contraire, l’exploitation des véritables ressources minérales du sol et du sous-sol marin est encore dans l’enfance. Dans l’état actuel de nos connaissances – et mis à part les sédiments proprement dits, parmi lesquels les graviers sont surtout exploités comme agrégats pour béton –, il semble que l’on puisse distinguer trois types de gîtes minéraux.

Le premier type est représenté par des ressources minérales localisées sous forme de placers, soit que la gangue liée au minerai proprement dit ait été dégradée et entraînée par l’érosion marine, laissant celui-ci seul en place (fer, bauxite), soit que la roche dans laquelle le minerai se trouvait sous forme dispersée ait été complètement érodée et qu’un triage par densité, sous l’action des mouvements marins, ait amené la redéposition en des lieux différents de la gangue et du minerai (cuivre, argent, étain, or); l’étain sous-marin est d’ailleurs déjà exploité en Indonésie. La recherche de tels placers sous-marins implique évidemment une connaissance approfondie, non seulement des courants et de la sédimentation dans la région considérée de la marge continentale, mais encore de la géologie et des ressources des terres émergées. Sur ce dernier point, on peut citer l’exemple des sédiments marins aurifères au large de l’Alaska et surtout celui de l’exploitation des diamants sur le plateau continental de l’Union sud-africaine, exploitation qui serait avérée très rentable.

Les gîtes minéraux du second type correspondent à des processus de précipitations chimiques ou biochimiques au sein du milieu marin lui-même, et sont donc de vrais minerais marins. Les principaux sont les phosphorites et les oxydes de fer et de manganèse. Les phosphorites (phosphates complexes de calcium associés à des fluorures, et dont la teneur en anhydride phosphorique peut dépasser 30 p. 100) se présentent sous forme de nodules ou de dalles encroûtant le fond, dans des zones où la production de plancton végétal est massive et le taux de sédimentation faible; compte tenu des ressources des terres émergées en engrais phosphorés naturels, leur exploitation n’est pas envisagée actuellement. En revanche, les nodules d’oxydes de fer et de manganèse suscitent le plus vif intérêt, non seulement pour le manganèse lui-même mais en raison de la présence simultanée d’autres métaux: nickel, cuivre, cobalt, etc. Ces nodules sont abondants en surface et aussi, semble-t-il, jusqu’à quelques mètres de profondeur, principalement sur l’argile rouge des grands fonds, sédiment qui n’existe guère qu’au-delà de 4 000 m de profondeur, et surtout dans l’océan Pacifique dont il couvre plus de la moitié de la surface totale. La présence au sein de ces nodules d’une certaine quantité de silice rend provisoirement difficile leur utilisation comme minerai de manganèse, mais on continue à considérer qu’ils représentent cependant une ressource potentielle très importante, malgré la très grande profondeur à laquelle il faudra aller les chercher à l’aide d’énormes dragues à godets ou par un système d’air-lift.

Le troisième type de ressources minérales – et le seul qui, à l’heure actuelle, fasse l’objet d’une exploitation importante – est représenté par les hydrocarbures (pétrole et gaz) accompagnés par le cortège des produits qui leur sont normalement associés, notamment le soufre. La prospection sous-marine de gisements nouveaux a été poussée très activement sur le plateau et le talus de nombreuses régions du monde notamment au début de la crise pétrolière mondiale, principalement, bien entendu, celles où existent des gisements sur les terres émergées voisines. La part représentée par le pétrole et le gaz off shore , qui est actuellement de un sixième de la production mondiale, pourrait atteindre le quart de celle-ci vers 1990.

Dans un tout autre ordre d’idées, on peut citer aussi la découverte récente, en certains points du fond de la mer Rouge, de larges nappes d’eau à la fois sursalée et surchauffée par des émanations profondes et dont la teneur élevée en divers métaux (zinc, cuivre, plomb) laisse entrevoir des possibilités d’ordre économique.

En bref, il faut reconnaître qu’à part quelques réussites présentes – étain et diamant en particulier, et bien sûr hydrocarbures –, l’exploitation des substances minérales de l’océan est encore au stade de la prospection et des projets. Elle n’en est pas moins importante à considérer, d’une part en raison des progrès des techniques de pénétration autonome de l’homme sous la mer, qui permettent déjà l’intervention directe de plongeurs jusque vers 500 m de profondeur (et beaucoup plus profondément à l’aide d’engins divers), d’autre part parce que les pays techniquement avancés, tributaires dans bien des cas de ceux qui sont en voie de développement pour la fourniture de matières premières, pourraient être amenés à exploiter les gisements sous-marins le jour où, arrivés à leur tour à un certain degré de développement, les seconds risqueraient de mettre en cause leur indépendance industrielle.

L’eau, enfin, est peut-être de toutes les ressources non vivantes de l’océan mondial celle qu’il est le plus urgent pour l’homme d’exploiter. Si dans certaines régions du globe, et notamment les émirats arabes riches en pétrole, la distillation de l’eau de mer est pratiquée depuis longtemps pour pallier l’insuffisance ou l’absence d’eau douce, les progrès de l’utilisation de l’énergie nucléaire et le perfectionnement des techniques récemment proposées (osmose inverse, électrodialyse) permettent déjà d’envisager que l’eau de l’océan pourra satisfaire, en cas de nécessité, les besoins domestiques et même industriels dans des conditions économiquement acceptables (cf. EAU – Dessalement de l’eau de mer).

Ressources biologiques

Toutefois, l’aspect le plus important de l’exploitation de l’océan mondial est sans doute relatif aux matières vivantes que l’humanité peut en tirer, dans un monde dont la population est en continuelle expansion, alors qu’un homme sur trois déjà n’y mange pas à sa faim. Actuellement, la matière vivante que l’homme tire de l’océan provient presque exclusivement de l’exploitation des populations naturelles, c’est-à-dire de l’exercice de la pêche. Si l’on prend comme base les statistiques des «pêches» de la F.A.O. pour l’année 1981, les apports totaux (en poids frais) sont de 74 Mt, dont il faut défalquer 9 Mt correspondant aux espèces d’eaux douces. Les 65 Mt restants sont partagés entre les poissons et divers Invertébrés. Les apports relatifs à ces derniers sont de l’ordre de 6 Mt, dont des Crustacés (1,8 Mt), des Mollusques testacés (2,4 Mt) et les Céphalopodes (1,8 Mt). Il faut aussi tenir compte des Algues (1 Mt) et des Cétacés (1 Mt ?). Il reste donc 58 Mt de poissons marins dont, très approximativement , 25 p. 100 vont aux usages industriels (14,5 Mt) et 75 p. 100 à la consommation humaine (43,5 Mt – en frais ou après conditionnement pour conservation). Si, au cours de la décennie 1958-1968, les apports totaux de poissons ont multiplié par deux, à partir de 1978, la croissance des apports mondiaux n’est guère que de moins de 2 p. 100 par an. Pour les Crustacés et les mollusques testacés, il faut tenir compte des parties non énergétiques (carapace ou coquille) et pour les poissons, des os; de la sorte, l’on peut admettre que les ressources des pêches maritimes ne couvrent que 7 p. 100 environ des besoins en protéines animales de la population humaine.

Revenant au total général des apports de produits d’origine marine, il faut souligner que dans l’utilisation même des produits de la pêche existe un prodigieux gaspillage. Chez les Crustacés, par exemple, la part consommable ne représente souvent que le quart du poids de l’animal frais. Même si l’on considère le poisson consommé tel, c’est-à-dire à l’état frais, ou après salage, fumage ou passage par une congélation plus ou moins poussée, le déchet par rapport à la valeur énergétique totale dépasse souvent 50 p. 100, par exemple par la mise en filets, ou même par la simple perte de protéines hydrosolubles ou fragiles du fait du salage, du séchage, de la conservation en glace, etc. Ce n’est guère qu’au Japon que la récupération des parties réputées non présentables au consommateur est pratiquée systématiquement, avec addition de féculents divers, pour la fabrication de saucisses et de pâtes diverses comestibles pour l’homme. Une autre tare de l’état actuel de la pêche mondiale réside dans l’inégalité de distribution géographique, les mers tropicales n’entrant guère que pour un tiers dans le total des apports, alors que c’est en zone intertropicale que se trouve une bonne partie des pays surpeuplés où la faim règne à l’état endémique. De cette inégalité des ressources, et plus encore des conditions d’exploitation, découle le troisième vice de la pêche mondiale: certains pays, pêchant des quantités de poissons supérieures à celles qu’ils peuvent consommer ou commercialiser de façon rentable, sont conduits à fabriquer de la farine de poisson, laquelle est utilisée pour l’élevage des porcs ou des volailles, et parfois même simplement comme engrais organique, par les pays à économie évoluée, qui justement ont déjà un surplus de ressources alimentaires. Lorsque existent des stocks très importants d’une espèce, ce détournement des ressources de l’océan, qui ne profitent à l’homme que par l’intermédiaire de l’élevage industriel, prend des proportions incroyables: pendant la seule année 1965, le Pérou avait capturé près de 10 Mt d’anchois, qu’il n’était évidemment pas question de consommer sur place ni de transporter à des milliers de kilomètres de là; aussi en a-t-on tiré environ 1,7 Mt de farine de poisson, dont l’écoulement sur le marché international était alors difficile. L’effondrement des captures en 1972 a partiellement résolu le problème.

Cependant, quelles que soient les tares de l’exploitation des ressources naturelles, il importe de les développer. Pour cela il convient, à la fois, de chercher de nouvelles ressources et d’exploiter rationnellement celles qui sont connues.

La recherche de ressources nouvelles s’inspire de considérations de deux ordres. Tout d’abord, il est frappant de constater que 90 p. 100 des apports actuels proviennent des eaux et des fonds du plateau continental et de la partie supérieure du talus; on cherche donc, d’une part, à étendre les pêches vers des profondeurs plus grandes, c’est-à-dire jusque vers 1 500 m environ (ce qui ne sera sans doute pas d’un grand profit car ces zones s’appauvrissent rapidement quand la profondeur croît), et, d’autre part, à développer l’exploitation des espèces qui passent, sinon toute leur vie, du moins une partie de celle-ci dans les eaux du large: c’est dans cet esprit que de nombreuses nations font actuellement un effort considérable pour développer la pêche aux Thunnidés (thons, bonites, espadons, etc.). Enfin les recherches d’océanographie dite fondamentale permettent de détecter des zones qui présentent un certain nombre de caractéristiques laissant supposer leur richesse potentielle; c’est pour cette raison que l’on cherche en ce moment à approfondir la connaissance, encore imparfaite, de la mer d’Arabie ou encore de l’océan austral.

L’amélioration de l’exploitation des ressources actuellement connues repose évidemment sur le progrès des techniques de la pêche: repérage des bancs de poissons par ultrasons, perfectionnement des engins; mais elle repose aussi et surtout sur une meilleure évaluation des ressources disponibles, et la rationalisation de cette exploitation se présente très exactement comme un problème de capital et d’intérêts. Pour une espèce donnée, le capital est représenté par l’importance de la population sur laquelle peut s’exercer la pêche et qu’on appelle le stock; ce dernier, qui comprend très généralement plusieurs classes d’âge, s’accroît chaque année par le développement des individus existants et par le recrutement d’une nouvelle classe, cependant qu’il est diminué par divers autres facteurs: mortalité naturelle, prédation, émigration définitive vers d’autres aires océaniques, et, bien entendu, par le prélèvement correspondant à la pêche. Les intérêts de ce capital, que l’on désigne par le terme de production, correspond à la différence entre les facteurs d’augmentation et les facteurs naturels – pêche non comprise – de diminution du stock. Approximativement, et bien que le recrutement dépende parfois davantage des conditions de milieu dans lesquelles se fait la reproduction et la croissance des très jeunes individus, on peut dire que, si les prélèvements effectués dépassent la production, le stock diminue d’autant et, par là, la production de l’année suivante diminue également. Cette surexploitation est généralement désignée par le terme d’overfishing ; elle a déjà frappé bon nombre d’espèces dans des zones où la pêche est intensive, par exemple, dans les mers d’Europe, le hareng et le merlu, et, un peu partout dans le monde, les Crustacés «nobles» (homards, langoustes). C’est aux océanographes biologistes que revient de déterminer, à l’échelle annuelle, la production, non seulement au niveau même des espèces d’intérêt commercial, mais encore, ce qui est parfois plus aisé, au niveau des étages inférieurs de la pyramide alimentaire – l’énergie qui existe à un étage sous forme de nourriture disponible pour l’étage suivant étant évidemment un facteur important de la production de celui-ci.

Compte tenu du caractère sommaire de nos connaissances sur la production des stocks, reconnus ou encore à découvrir, des espèces d’intérêt commercial direct, compte tenu également de ce que l’on sait des transferts d’énergie d’un échelon de la pyramide alimentaire au suivant, des évaluations globales portant sur l’échelon de base permettent d’estimer la production potentielle annuelle des ressources naturelles de l’océan mondial à 100 Mt au minimum, le chiffre de 200 Mt représentant un maximum douteux. Il semble que les espèces vivant au voisinage du fond doivent représenter au maximum le quart des apports totaux, le reste provenant d’espèces vivant en pleine eau.

Le fait que la production totale en matière vivante de l’océan mondial puisse être deux fois plus importante (ou davantage) qu’elle ne l’est actuellement ne dispense pas l’homme de s’efforcer de mieux rentabiliser cette production, aussi bien par la récupération des sous-produits de la pêche que par une meilleure utilisation des espèces qui ne sont pas directement commercialisables. Sur ce dernier point, on pousse actuellement les recherches pour substituer, au moins partiellement, à la fabrication des farines de poisson des préparations de concentrés secs de protéines: ceux-ci pourraient, si la présentation en était convenable, constituer un palliatif à la sous-alimentation des populations les plus déshéritées.

6. L’aquaculture

Puisque, comme on vient de le voir, les ressources naturelles en matière vivante de l’océan mondial ne sont pas illimitées, il est logique d’essayer de les accroître par l’aquaculture d’espèces judicieusement choisies, de la même façon que, sur les continents, l’agriculture a succédé à la pratique de la simple cueillette des produits sauvages. On tend actuellement à réserver le terme de mariculture aux projets de fertilisation globale de vastes régions océaniques.

La seule culture qui soit largement développée aujourd’hui est celle, très ancienne, des Mollusques bivalves fixés, dont la production, considérée comme naturelle, est souvent intégrée dans les chiffres de la production mondiale au même titre que les apports provenant de la pêche proprement dite. La contribution des Bivalves sessiles (Huîtres et Moules, soit 1,5 Mt environ), dont la culture s’est fortement améliorée, a profité à d’autres Bivalves (Pectinidés et «Palourdes», notamment) dont l’élevage se développe aujourd’hui. Par contre, on se heurte, pour les poissons et les Crustacés marins, à un obstacle majeur lié aux conditions de reproduction et de développement de la plupart des espèces comportant des stades larvaires planctoniques dont un infime pourcentage parviendra au stade adulte. On a cependant réussi le développement complet en milieu artificiel de quelques espèces marines d’intérêt commercial, notamment celui de la crevette japonaise et de quelques espèces voisines de crevettes dont l’élevage larvaire est maintenant bien maîtrisé, mais dont la croissance jusqu’à la taille marchande est onéreuse à assurer, ce qui justifie son prix élevé au Japon (jusqu’à 250 F le kg). Cette aquaculture nouvelle des Crustacés représente actuellement un apport de 800 t. On a aussi obtenu des résultats assez encourageants pour certains poissons «plats» (sole, turbot), pour certains poissons de la famille des daurades et du bar (ou loup), ainsi que pour la sériole japonaise (hamachi) dont le Japon produit déjà plus de 120 000 tonnes par an; mais l’extension des élevages de cette espèce, assurée d’abord par des espèces de poissons peu estimées pour la consommation humaine directe, pose maintenant un problème de ravitaillement des élevages, le «faux poisson» étant de plus en plus souvent converti en pâte de poisson à des fins d’alimentation humaine après mélange avec des féculents. La plupart des poissons qui sont l’objet d’aquaculture vivent sur le plateau continental et effectuent des migrations régulières des fonds marins côtiers, où ils se reproduisent, vers des zones très proches du rivage ou même vers des lagunes littorales plus ou moins saumâtres, où les jeunes trouvent des conditions d’alimentation plus favorables; la seule exception est le cas des saumons dont la reproduction se fait en eau douce, mais dont la croissance se fait en mer. Dans le cas le plus simple, on laisse entrer les jeunes individus dans ces lagunes côtières et on bloque ensuite les communications de celles-ci avec la mer grâce à des claies ou à des grilles laissant circuler l’eau; les poissons se nourrissent alors aux dépens des ressources naturelles de la lagune; au moment où ils préparent leur retour à la mer pour la reproduction, on remplace les grilles par des filets qui permettent de récupérer les poissons «descendants». Cette technique assez primitive, employée de longue date dans les lagunes côtières du nord de l’Adriatique et sur diverses côtes tropicales, donne des rendements qui, en règle générale, ne dépassent guère quelques centaines de kilogrammes par hectare et par an. On peut l’améliorer de différentes façons, par exemple en capturant dans les eaux proches des côtes, à la saison convenable, les jeunes des espèces que l’on veut engraisser pour les déverser ensuite dans les lagunes, ou encore en aménageant des bassins artificiels où la population de poissons captifs peut être plus efficacement contrôlée. Enfin, et surtout, notamment dans les bassins artificiels où la quantité de nourriture mise à la disposition des poissons est en général assez faible, on s’efforce d’accélérer la croissance en apportant un supplément d’alimentation. La nature de ce supplément dépend évidemment des espèces considérées et des conditions économiques locales. Par exemple, pour des poissons herbivores comme les muges, répandus un peu partout sur les côtes des mers chaudes et tempérées, ou encore pour les Chanos (milkfish ) communs sur les côtes de l’Est et du Sud-Est asiatique, on utilise souvent des déchets de traitement de riz ou de noix de coco, déchets qui, s’ils ne sont pas consommés directement, fournissent au moins des matières organiques; celles-ci seront minéralisées et procureront à la végétation naturelle «broutée» par ces poissons l’azote et le phosphore minéraux qui lui sont nécessaires. On a tenté parfois de déverser directement dans des lagunes des engrais minéraux, mais les résultats ont été généralement médiocres, les végétaux dont on escomptait le développement n’ayant pas toujours été les plus favorisés par ces pratiques. Pour les espèces carnivores (sérioles japonaises, saumons, truites de mer, daurades diverses, bars, etc.), la nourriture est représentée par des Mollusques, des Crustacés et des poissons de faible valeur commerciale plus ou moins coupés et écrasés, mais cela n’est possible que dans des régions où la main-d’œuvre est suffisamment bon marché; dans les pays à économie évoluée, on est évidemment conduit à étudier la possibilité de fournir cette nourriture sous forme de granulés artificiels, préparés industriellement à partir de matières premières bon marché, et dont la composition doit être scientifiquement étudiée pour répondre aussi exactement que possible aux besoins alimentaires des espèces dans les conditions naturelles.

Lorsque la capture des juvéniles nés naturellement n’est pas possible, on peut obtenir des œufs fécondés à partir de reproducteurs pêchés en mer. Ceci permet d’assurer le début du développement des individus nés de main d’homme jusqu’au moment où ils sont suffisamment actifs pour échapper aux petits prédateurs, dans de grandes enceintes naturelles ou artificielles. Cette technique conduit à un repeuplement du milieu marin en une espèce déterminée qui a été plus ou moins décimée par la pêche. L’étape la plus difficile à franchir est l’élevage des larves dont les exigences alimentaires sont souvent difficiles à appréhender en qualité et en quantité. La surface des enceintes dépend des goûts du public: les espèces nobles (saumon, bar, daurade, sériole japonaise) sont élevées en bassins ou en cages (aquaculture «intensive»), d’autres espèces sont élevées dans des enceintes dont la surface peut se chiffrer en hectares (aquaculture «extensive»). L’évolution vers l’une ou l’autre de ces conceptions dépend de la place disponible dans la zone côtière, de la destinée du produit (simple source de protéine animale ou au contraire espèce noble) et de la technicité de la main d’œuvre locale. L’importance de l’aquaculture de poissons nobles, difficile à chiffrer, doit être, au début des années quatre-vingt, de l’ordre de 0,6 Mt. Une orientation très prometteuse serait ce que l’on appelle l’«aquaculture intégrée», visant à la production d’espèces directement commercialisables, les autres servant à assurer la cohérence de la chaîne trophique par les rapports proie-prédateur et l’utilisation des déchets organiques.

Quant à la mariculture, elle ne représente à l’heure actuelle qu’une espérance lointaine. On a songé, par exemple, à accroître l’épaisseur de la couche éclairée où s’effectue la photosynthèse des végétaux, en répandant à la surface de l’océan des tubes hermétiques creux flottant verticalement et qui conduiraient la lumière solaire à des profondeurs supérieures à celles qu’elle atteint normalement compte tenu de l’absorption des radiations par l’eau de mer. On projette également de reproduire artificiellement les upwellings naturels en réchauffant des eaux intermédiaires et profondes, riches en sels minéraux puisqu’elles sont privées de lumière, donc de vie végétale; la venue dans la couche éclairée de ces eaux créerait des oasis de vie végétale intense, à partir de laquelle pourrait se dérouler la chaîne alimentaire conduisant, éventuellement, à des écosystèmes intégrés.

7. Pollution

La pollution des milieux océaniques est certainement un des aspects les plus dramatiques de l’altération de l’environnement, non seulement en raison de l’importance de la superficie couverte par les océans, mais aussi parce que, en définitive, les polluants émis sur les terres émergées, comme dans l’atmosphère, finissent tôt ou tard par atteindre l’océan, par la voie des fleuves et du ruissellement pour les premiers, par simple chute (aidée ou non par les pluies) pour les seconds. Il faut aussi tenir compte que l’océan a longtemps été considéré, en raison même de son immensité, comme la «poubelle» de la planète.

Facteurs

Les polluants des milieux océaniques peuvent être schématiquement répartis en cinq catégories.

La pollution domestique , liée au voisinage des grandes concentrations humaines, et qui peut être permanente (agglomérations importantes) ou temporaire (aires côtières de loisirs), est fondamentalement une pollution par des matières organiques, associées évidemment à des germes pathogènes divers (coliformes, streptocoques fécaux, etc.); depuis la vulgarisation des détergents à usage domestique, il s’y ajoute une pollution proprement chimique.

La pollution chimique industrielle prend les formes les plus diverses. Les retombées dues à l’emploi du plomb tétraéthyle comme antidétonnant dans les essences à haut indice d’octane représentent déjà un accroissement du plomb des océans de l’ordre de plusieurs milliers de tonnes par an. Mais les rejets directs par des industries chimiques établies sur les côtes ou sur les fleuves revêtent une importance beaucoup plus grande: solutions acides ou alcalines provenant du traitement de divers minerais, de la fabrication des pâtes à papier, etc. Il faut aussi mentionner les naufrages de navires chargés de diverses substances et notamment de pesticides ou herbicides. Ces derniers produits, largement employés en agriculture, parviennent aussi à la mer autrement (apports fluviaux et de ruissellement, courants atmosphériques) qu’à la suite de ces accidents, malgré tout assez rares. La pollution par les déchets solides (traitement de minerais, usines de céramique et porcelaine, etc.) n’a généralement qu’une importance locale et peut être facilement jugulée, dans bien des cas, par des déversements en profondeur ou dans des zones appropriées ou sacrifiées.

La pollution par les hydrocarbures a acquis une triste célébrité depuis 1968, à la suite d’une série de naufrages de pétroliers, de la rupture d’une tête de puits sous-marin à Santa Barbara (Californie) et surtout, la plus grave jamais enregistrée: le naufrage de l’Amoco-Cadiz avec 250 000 tonnes de brut léger, sur les côtes nord de Bretagne (1978). Les catastrophes de ce genre sont évidemment de plus en plus nombreuses, avec l’accroissement du tonnage des navires (super-tankers) et avec l’augmentation des forages pétroliers en mer, mais les dégâts qu’elles entraînent, pour spectaculaires qu’ils soient, ne doivent pas faire oublier la pollution par dégazage des citernes des navires et aussi l’accumulation graduelle dans les eaux des océans des résidus de combustion des hydrocarbures.

La pollution atomique due aux retombées de radioéléments issus des explosions d’armes nucléaires a été importante jusque dans les années 1950 à 1960. La diminution du nombre des expériences de ce genre a réduit l’ampleur de ces retombées; d’autre part, le contrôle, généralement assez poussé, des effluents des installations de production d’énergie, ainsi que l’abandon à peu près général de la propulsion nucléaire pour les navires (sauf pour les sous-marins), font que ce type de pollution, s’il présente un risque latent très réel, n’est plus présentement au premier rang des préoccupations des experts.

La pollution thermique résulte de l’usage de l’eau de mer pour refroidir certaines installations industrielles côtières: usines de traitement de minerais divers, centrales thermiques, raffineries d’hydrocarbures, etc. Son impact, en général, est localisé, à condition que le choix du site de rejet assure une dilution-dispersion optimale et rapide de l’effluent; des précautions doivent être prises si le plancton végétal et animal est particulièrement riche, car son altération risque alors de mettre en danger toute la chaîne trophique.

Effets

Les effets de la pollution des milieux océaniques sont évidemment aussi divers que les facteurs de pollution eux-mêmes.

Parmi ces effets, ceux qui concernent la santé publique doivent être mis tout particulièrement en relief. L’expansion, sans cesse accrue, de la civilisation des loisirs conduit des populations de plus en plus importantes à chercher à jouir des plaisirs de la mer, et c’est bien entendu au voisinage des côtes que les risques de pollution sont les plus importants, ceux qui concernent l’hygiène publique découlant principalement des pollutions domestiques. Le risque d’affections microbiennes ou virales est réel, encore qu’il semble que, grâce à des substances bactériostatiques élaborées, en particulier, par certaines algues du plancton, l’eau de mer possède un certain pouvoir auto-épurateur. Il est toutefois probable que certaines épidémies d’hépatite virale puissent être imputées aux bains de mer dans des zones polluées. Les dermatoses dites «balnéaires» sont également de plus en plus fréquentes, ainsi que diverses affections oto-rhino-laryngologiques.

Les effets des diverses pollutions sur les êtres vivants des milieux océaniques sont certainement les plus importants et les plus graves de tous. Dans ce domaine, la pollution thermique est la moins importante car, quoiqu’elle puisse altérer gravement la flore et la faune au voisinage du point de rejet et favoriser l’installation d’espèces plus thermophiles, son impact est en général relativement local. Les conséquences des pollutions par rejet de matériaux solides sont habituellement d’une ampleur moindre; toutefois, et hors les cas où les produits rejetés ont une toxicité propre, ceux-ci peuvent, par accroissement de la turbidité des eaux, diminuer la pénétration de la lumière et donc la production végétale, provoquant également des altérations des peuplements des fonds par modification des caractères granulométriques des sédiments.

Les effets des pollutions chimiques dissoutes et, dans une certaine mesure, des pollutions domestiques se présentent sous deux aspects. L’un, de caractère immédiat, qui se manifeste au voisinage même de l’émissaire, est dû à l’altération instantanée du milieu par le rejet; cela se traduit, parfois, par la disparition totale de la flore et de la faune au voisinage même de l’émissaire ou, le plus souvent, et aussi quand on s’éloigne de celui-ci, par une sorte de sélection des espèces; les plus résistantes, peu nombreuses évidemment, subsistent seules au voisinage du point de rejet. Si ces espèces disposent d’une nourriture assez abondante (cas des effluents domestiques riches en matières organiques), elles montrent parfois un développement exubérant (par eutrophisation excessive), car les espèces éliminées ont laissé des «places disponibles» au sein du milieu.

L’autre aspect, beaucoup plus inquiétant, découle de l’action à moyen ou long terme des produits rejetés. Celle-ci trouve son origine dans des faits de deux ordres. D’une part, certaines molécules organiques – et c’est le cas semble-t-il de la plupart des pesticides et des détergents – font preuve dans les eaux marines d’une déplorable stabilité, de sorte qu’il y a un effet graduel d’accumulation. D’autre part, certains organismes possèdent la propriété, non moins déplorable, de concentrer divers polluants à des teneurs qui peuvent aller jusqu’à des centaines de milliers de fois la teneur des mêmes substances dans l’eau de mer; ce phénomène de concentration est connu pour des complexes métalliques (mercure et cuivre en particulier), mais aussi pour des substances organiques, notamment pour les pesticides organochlorés et organophosphorés, ainsi que pour diverses substances radioactives; en revanche, ce phénomène n’a pas été démontré pour les détergents. Cet effet de concentration peut se transmettre au long de la chaîne alimentaire; ainsi, par exemple, une algue du plancton accumulera un polluant qui passera à son tour dans le Crustacé herbivore qui s’en nourrit, puis dans le poisson pélagique qui mange ce Crustacé, éventuellement dans un autre poisson, prédateur celui-là, qui a mangé le précédent, ou dans un oiseau de mer... avec le risque, bien entendu, que cette chaîne aboutisse à une espèce consommée par l’homme. L’accumulation du polluant peut produire chez les diverses espèces concernées des désordres physiologiques, parmi lesquels les plus fréquents concernent une altération des fonctions de reproduction. Le danger pour l’homme lui-même n’est pas illusoire et l’exemple des quelques dizaines de morts imputables, au Japon, à une accumulation de mercure par des animaux marins consommables, s’il semble pour le moment à peu près unique, n’en est pas moins un sérieux avertissement.

Les catastrophes pétrolières de grande envergure amènent évidemment des destructions massives de la flore et de la faune, souvent dues en grande partie à certains détergents utilisés pour lutter contre les nappes de pétrole. Néanmoins, la découverte récente de mélanges, incorporant un détergent peu nocif à un émulsifiant et à des phosphates, permet maintenant de lutter efficacement contre les grandes nappes pétrolières, en même temps qu’elle stimule la multiplication des bactéries «spécialisées» dans la destruction des hydrocarbures.

Il est bien certain que, d’une façon générale, la pollution des milieux océaniques est maximale près des côtes, surtout lorsque celles-ci supportent d’importantes implantations urbaines ou industrielles. Cependant l’idée que les eaux du large sont indemnes de pollution ne doit être acceptée qu’avec beaucoup de réserves. On sait depuis peu que la couche la plus superficielle des eaux océaniques renferme de cinquante à cent fois plus de détergents et de pesticides (ces derniers souvent transportés par les courants aériens) que les eaux dites de surface, situées par exemple à un ou deux mètres de profondeur, et aussi des quantités importantes d’hydrocarbures légers. Ce véritable «empoisonnement» de l’interface par laquelle se font les échanges océan-atmosphère pourrait avoir de graves conséquences, d’ailleurs très imparfaitement évaluées à l’heure actuelle. On répète volontiers que, si la pollution des océans – et notamment celle de la couche d’extrême surface – empêchait demain le phytoplancton d’exercer sa fonction chlorophyllienne, le taux de l’oxygène dans l’atmosphère baisserait de 10 p. 100 environ dans les vingt-cinq années à venir; même si cette évaluation est approximative, la pollution des milieux océaniques menace l’avenir de l’humanité de tant d’autres périls – dont l’extinction des ressources de ces milieux en matière vivante – qu’elle mérite d’être considérée avec le plus grand sérieux.

Encyclopédie Universelle. 2012.

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