Ocean layering explained - Scripps Institute of Oceanography

Summary

Cette démonstration explore la stratification de l'océan et l'impact des différences de densité entre l'eau salée et l'eau douce. Le phénomène du 'picnic line', une zone de gradient vertical de densité, est crucial pour comprendre la dynamique physique et biologique des océans. Les vagues internes sont lentes mais de grande amplitude, contrastant avec les vagues à la surface qui sont rapides et petites. L'importance du mélange des eaux par le vent et la difficulté de remonter les nutriments vers la surface, où les planctons marins se nourrissent, sont également abordées.

Takeaways

• 😀 La densité de l'eau salée est plus élevée que celle de l'eau douce, ce qui la rend plus lourde.
• 😀 L'eau froide est plus dense que l'eau chaude, donc l'eau froide se trouve généralement en profondeur dans l'océan.
• 😀 La ligne de salinité (ligne de picnoline) sépare l'eau douce chaude de l'eau salée froide dans l'océan.
• 😀 La picnoline joue un rôle crucial dans la régulation des propriétés physiques et biologiques de l'océan.
• 😀 Les vagues internes dans l'océan, comme celles observées dans l'expérience, se déplacent lentement mais ont une grande amplitude verticale.
• 😀 Les vagues de surface se déplacent rapidement, mais elles sont de faible amplitude en raison de la différence de densité entre l'air et l'eau.
• 😀 Lorsqu'on mélange l'eau douce et salée dans un réservoir, une couche intermédiaire de densité créée par le mélange se forme.
• 😀 Les vagues internes dans l'océan peuvent atteindre des amplitudes de 30 à 50 mètres et se déplacer lentement.
• 😀 Le vent aide à mélanger les couches superficielles de l'océan, mais l'énergie requise pour mélanger les eaux profondes est considérable.
• 😀 Les phytoplanctons doivent lutter pour obtenir des nutriments provenant des couches profondes de l'océan, malgré les difficultés dues à la picnoline.

Q & A

Pourquoi l'eau salée pèse-t-elle plus que l'eau douce ?

L'eau salée pèse plus que l'eau douce parce que le sel dissous dans l'eau augmente sa densité. Cela rend l'eau salée plus lourde pour un volume donné par rapport à l'eau douce.

Quelle est la différence de densité entre l'eau chaude et l'eau froide ?

L'eau froide est légèrement plus dense que l'eau chaude. Cela signifie que si vous avez un volume égal des deux, l'eau froide pèsera un peu plus.

Qu'est-ce que la ligne de picnoline dans l'océan ?

La picnoline est la région de l'océan où il y a un gradient vertical fort de densité, séparant les eaux froides et salées des eaux chaudes et fraîches. Elle joue un rôle clé dans les processus physiques et biologiques de l'océan.

Pourquoi la picnoline est-elle importante pour les vagues internes dans l'océan ?

La picnoline crée une séparation entre les couches d'eau ayant des densités différentes, ce qui génère des vagues internes. Ces vagues peuvent être très grandes verticalement mais se déplacent lentement en raison de la faible différence de densité entre les couches.

Que se passe-t-il lorsque l'on mélange de l'eau douce et de l'eau salée dans un réservoir ?

Lorsque l'eau douce et l'eau salée sont mélangées, une troisième couche d'eau de densité intermédiaire se forme. Cette couche se place entre l'eau douce et l'eau salée, car elle est trop dense pour rester à la surface et trop légère pour rester au fond.

Pourquoi les vagues internes dans l'océan sont-elles lentes et ont-elles une grande amplitude ?

Les vagues internes sont lentes et ont une grande amplitude en raison de la faible différence de densité entre les couches d'eau dans l'océan. Cela permet aux vagues de se déplacer sur de grandes distances verticales mais de manière plus lente, contrairement aux vagues à la surface.

Comment le vent peut-il affecter la mixité de l'eau dans l'océan ?

Le vent peut provoquer des turbulences à la surface de l'océan, mais il est difficile pour le vent de mélanger l'eau superficielle avec les couches plus profondes. La chaleur du soleil réchauffe constamment la surface, ce qui rend le mélange vertical difficile.

Quels sont les défis pour le phytoplancton dans l'océan ?

Le phytoplancton a besoin de lumière, qui est disponible à la surface de l'océan, et de nutriments, qui se trouvent principalement dans les couches profondes. Cependant, en raison de la stratification de l'océan, les nutriments ont du mal à remonter à la surface pour nourrir le phytoplancton.

Pourquoi est-il difficile de mélanger les couches d'eau à travers la picnoline ?

La picnoline agit comme une barrière de densité qui empêche les eaux superficielles légères de se mélanger facilement avec les eaux profondes et plus denses. Cela nécessite une grande quantité d'énergie, comme celle générée par le vent, pour forcer ce mélange.

Quel rôle joue la stratification de l'océan dans les dynamiques biologiques et physiques ?

La stratification de l'océan, où les eaux chaudes et légères se trouvent à la surface et les eaux froides et salées au fond, régule les vagues internes, les échanges de chaleur, et les processus biologiques. Elle a un impact majeur sur la distribution des nutriments et l'accès du phytoplancton à ces nutriments.