Quel phénomène naturel, causé par les différences de densité entre les masses d'eau, est responsable de la formation des courants marins comme le Gulf Stream ?

La circulation thermohaline, aussi appelée tapis roulant océanique, est un vaste système de mouvements marins lié aux différences de densité entre les masses d’eau. Ces différences résultent principalement de deux facteurs : la température et la salinité. L’eau froide est généralement plus dense que l’eau chaude, tandis qu’une eau plus salée est plus dense qu’une eau moins salée. Ces contrastes provoquent des plongées, des déplacements en profondeur et des remontées qui relient les différents bassins océaniques. La circulation thermohaline participe ainsi à la redistribution de la chaleur et des propriétés chimiques de l’eau à l’échelle mondiale.

Un moteur fondé sur la densité

Dans les régions froides, l’eau de surface peut se refroidir suffisamment pour devenir plus dense que les eaux situées en dessous. Elle s’enfonce alors et alimente les courants profonds. La salinité renforce ou atténue ce phénomène : l’évaporation laisse derrière elle une eau plus salée, tandis que les précipitations, la fonte des glaces ou l’apport d’eau douce par les fleuves peuvent la rendre moins dense. La formation de glace de mer peut également augmenter la salinité de l’eau environnante, car le sel est en grande partie rejeté lors de la congélation. À l’inverse, une eau chaude ou relativement peu salée reste plus facilement en surface. L’ensemble de ces mouvements verticaux et horizontaux constitue la circulation thermohaline.

Des plongées vers les profondeurs

La formation d’eaux profondes joue un rôle essentiel dans ce système. Dans l’Atlantique Nord, des masses d’eau refroidies et suffisamment salées plongent dans certaines régions des mers nordiques et de l’Atlantique subpolaire, puis se déplacent vers les bassins océaniques méridionaux. Une autre zone importante de formation d’eaux très denses se trouve autour de l’Antarctique. Ces eaux profondes peuvent parcourir de grandes distances avant de remonter progressivement, sous l’effet combiné des mélanges océaniques, des vents et de la circulation générale des océans. Le tapis roulant océanique n’est donc pas un courant unique, mais un ensemble interconnecté de courants de surface et de courants profonds.

Le rapport avec le Gulf Stream

Le Gulf Stream est un courant chaud de surface de l’Atlantique Nord. Il transporte vers le nord et vers l’est une partie des eaux chaudes de l’Atlantique tropical, ce qui contribue à la redistribution de la chaleur dans le bassin. Son fonctionnement immédiat dépend notamment des vents dominants, de la rotation terrestre et de la forme des bassins océaniques. Il ne faut donc pas présenter le Gulf Stream comme une simple branche directement produite par la seule circulation thermohaline. Toutefois, il appartient au système plus large de circulation atlantique : les eaux qu’il contribue à acheminer peuvent ensuite participer, après refroidissement et modification de leur salinité, à la formation d’eaux plus denses qui plongent en profondeur. La circulation thermohaline assure ainsi une continuité entre les échanges de surface et les mouvements océaniques profonds.

Une influence sur le climat mondial

En déplaçant de grandes quantités de chaleur, la circulation océanique contribue à réguler le climat. Elle transporte aussi de l’oxygène vers les profondeurs et participe à la redistribution du carbone et des nutriments. Son rythme est beaucoup plus lent que celui de nombreux courants de surface, et il dépend en permanence des échanges entre l’océan, l’atmosphère, les glaces et les continents. Les variations de température ou de salinité peuvent donc modifier la densité de l’eau et affecter la circulation. La fonte des glaces et l’augmentation des apports d’eau douce sont étudiées à ce titre, car une eau moins salée peut être moins dense et plonger plus difficilement. La circulation thermohaline demeure ainsi un mécanisme central pour comprendre les liens entre les océans et le climat.