Pourquoi la mer est-elle bleue ?

La mer paraît généralement bleue en raison de la manière dont la lumière solaire se comporte lorsqu’elle pénètre dans l’eau. La lumière blanche du Soleil contient toutes les couleurs visibles, mais celles-ci ne sont pas absorbées avec la même intensité. L’eau absorbe plus facilement les longueurs d’onde rouges et orangées, tandis que les longueurs d’onde bleues sont moins absorbées et peuvent se propager plus loin avant d’être diffusées vers nos yeux. La couleur observée résulte donc surtout des propriétés optiques de l’eau, et pas simplement du reflet du ciel.

Une absorption différente selon les couleurs

Lorsque la lumière entre dans la mer, une partie de son énergie est absorbée par les molécules d’eau. Les rayonnements rouges et orangés sont absorbés relativement rapidement, même lorsque la lumière ne traverse qu’une épaisseur modérée d’eau. Les composantes bleues, elles, sont moins absorbées et restent présentes plus longtemps dans la colonne d’eau. Elles peuvent alors être diffusées dans différentes directions, notamment vers la surface et vers les yeux d’un observateur. Plus la lumière parcourt une grande distance dans une eau claire, plus les couleurs les plus fortement absorbées disparaissent, ce qui renforce généralement l’impression de bleu dans les eaux profondes.

Le rôle de la diffusion de la lumière

L’absorption ne suffit pas, à elle seule, à expliquer la couleur que nous percevons : il faut aussi que de la lumière soit renvoyée vers nos yeux. Les molécules d’eau diffusent une partie de la lumière qui les traverse. Comme les longueurs d’onde bleues sont relativement peu absorbées, cette lumière diffusée contribue fortement à la teinte bleue de la mer. Dans une eau très pure, la diffusion est faible mais réelle ; dans l’océan, les particules et les organismes microscopiques présents dans l’eau peuvent également modifier la direction et la quantité de lumière qui ressortent vers la surface.

Pourquoi la couleur varie d’un endroit à l’autre

Toutes les mers ne présentent pas exactement le même bleu. Dans les eaux peu profondes, la lumière peut être réfléchie par le fond marin, notamment par du sable clair ou des récifs, ce qui donne parfois des teintes turquoise ou vertes. Les sédiments apportés par les fleuves ou remis en suspension par les courants peuvent rendre l’eau brune, jaune ou grisâtre. Le phytoplancton et les algues contiennent des pigments qui absorbent certaines couleurs et en favorisent d’autres ; une forte concentration de ces organismes peut donc donner à l’eau une apparence verdâtre, brunâtre ou, dans certaines proliférations, rougeâtre. La pollution peut également modifier localement la couleur, par exemple en introduisant des particules ou en formant des substances à la surface.

Le ciel accentue parfois l’impression de bleu

La surface de la mer réfléchit aussi une partie de la lumière du ciel. Par temps clair et lorsque la mer est calme, cette réflexion peut accentuer la couleur bleue observée depuis la côte ou depuis un bateau. Elle n’est toutefois pas l’explication principale : même sous un ciel couvert, l’eau peut rester bleutée grâce à l’absorption sélective et à la diffusion de la lumière dans l’eau. En revanche, dans l’obscurité complète, il n’y a pas de lumière solaire à diffuser ; la mer ne conserve donc pas nécessairement une couleur bleue visible par elle-même.