L’eau froide venue des abysses

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décembre 2011
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Par où remontent les eaux froides ? La modélisation aide les physiciens à décrypter ce système complexe.

La température des océans n’est pas la même partout : les Bretons ne sont pas les seuls à pouvoir témoigner ! Il existe une circulation lente d’eau froide, plus lourde que les eaux de surface, qui tapisse le plancher océanique. On sait où plongent ces eaux froides (en Atlantique Nord, dans la zone de la mer du Labrador, par exemple), mais on sait moins où et comment elles remontent. « À certains endroits très localisés du globe, le vent pousse les couches d’eau chaude de la surface et les eaux plus froides se retrouvent alors au contact de l’atmosphère où elles sont réchauffées, explique Claire Ménesguen. Mais il existe un autre mécanisme plus diffus et plus difficile à repérer : c’est le mélange des eaux dans des zones où la dynamique est très énergétique. »

Au niveau de l’équateur

Pour sa thèse au sein du Laboratoire de physique des océans à Brest(1), Claire Ménesguen s’est concentrée sur l’étude des mécanismes responsables du mélange à l’équateur. Dans cette zone les courants ont une structure particulière et des vitesses très fortes : présents entre 500 et 4000m de profondeur, leur vitesse peut atteindre 25cm/s. Ces courants d’est en ouest ou d’ouest en est sont alternés sur la verticale avec une épaisseur de quelques centaines de mètres. Ils sont encadrés au nord et au sud par des courants vers l’est. Enfin, des ondes oscillent et se propagent le long de l’équateur. À la différence des courants, elles ne déplacent pas de masses d’eau, mais participent à la création des courants en profondeur.

Un escalier dans les profondeurs

La modélisation de ce système complexe avait déjà fait l’objet d’une thèse dans le même laboratoire, mais l’ensemble de ces courants n’y était pas encore bien représenté. « J’y ai appliqué et testé une théorie sur la déstabilisation de ces ondes équatoriales établie par ma directrice de thèse et mon groupe de travail ». C’est le plus des travaux de Claire Ménesguen. Pour conforter son modèle, la doctorante a utilisé des données réelles de vitesses, température, salinité, taux d’oxygène..., récoltées dans l’océan Atlantique lors de différentes campagnes océanographiques en 1999 et 2000.

Même si le modèle est simplifié, il reflète bien la réalité. « J’ai mis en évidence des profils de densité en forme d’escalier : il s’agit de zones assez petites en profondeur (40m), très étendues en longitude (toute la largeur du bassin océanique), mais confinées autour de l’équateur en latitude (+/-2°), dans lesquelles la densité est la même partout, c’est-à-dire où l’eau est mélangée. » Ces zones étaient connues, mais le fait qu’on les identifie dans le modèle prouve que la dynamique est bien reproduite. Les perspectives seraient maintenant de réussir à rendre ces travaux plus quantitatifs en les reliant à la circulation lente de l’eau froide.

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Nathalie Blanc

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