Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Variabilité et convergence au cœur des océans

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Alors que de gigantesques tourbillons emprisonnent des particules flottantes au cœur de chaque bassin océanique des régions subtropicales, d’autres courants relient, eux, l’Océan Indien Sud et le Pacifique Sud. Une connexion stable sur 8000 km !

“Pour une connexion stable, il faut de la variabilité ”, assure Christophe Maes. Du moins, dans le domaine des courants marins. L’océanographe physicien vient en effet de mettre en évidence l’existence d’un front de convergence entre deux océans, l’Indien Sud et le Pacifique Sud 1.Fondée, paradoxalement, sur le caractère variable des courants de surface des océans, cette connexion permet aux diverses particules flottantes – telles celles de plastique qui polluent les mers – d’être transportées en continu de l’Océan Indien Sud vers une zone du Pacifique Sud.

Mais, reprenons au début. L’effet des vents sur la surface de la mer combiné à la force de Coriolis - générée par la rotation de la Terre sur elle-même - affecte directement les courants marins, et crée de gigantesques tourbillons dans les océans : ces zones de plusieurs milliers de kilomètres sont appelées gyres océaniques, du grec gyros ,“tourner”. Cinq vortex de ce type animent ainsi l’Atlantique Nord et Sud, le Pacifique Nord et Sud, et l’Océan Indien Sud. Et, au cœur de chacun d’entre eux, entrainées années après années, d’énormes quantités d’objets et de débris se trouvent emprisonnées et forment des zones d’accumulation potentielles de débris de toute nature, les mal nommés “continents” de plastique. Bien qu’il n’existe pas de frontières entre eux, les océans semblent avoir ainsi en leur sein des espaces fermés, distincts les uns-des-autres.


© IRD/C. Maes La modélisation du déplacement des particules de surface met en évidence les cinq grandes zones de convergence des régions subtropicales.

Une route de 8000 km
Les travaux de Christophe Maes et ses collègues éclairent cette situation d’un jour nouveau. À partir de simulations numériques, le chercheur brestois avait montré que des courants de sortie existaient, permettant aux débris de s’échapper, notamment du gyre Pacifique Sud vers les côtes sud-américaines. “Il s’agissait de courants de quelques centaines de kilomètres , précise le chercheur. Cette fois, nous avons montré une connexion stable sur 8 000 km ! ”. Plus précisément, les chercheurs ont confirmé l’existence des cinq zones de convergences, propres à chaque bassin océanique, mais surtout, ils ont révélé la présence d’une nouvelle « route », qui relie ainsi l’Océan Indien Sud à l’Océan Pacifique Sud. Pour obtenir ce résultat, les scientifiques ont travaillé à partir d’un modèle de circulation océanique à une résolution spatiale de quelques dizaines de kilomètres sur l’ensemble du globe. “De plus, pour simuler la trajectoire des particules, nous disposions des données réalistes 2 des courants de surface sur la période de 1985 à 2003 ”, précise l’océanographe.

La valse des tourbillons

“Cela ne veut pas dire que tout passe d’un océan à l’autre, c’est un chemin parmi d’autres ”, nuance Christophe Maes. Ces résultats secouent la vision statique des océans et de leurs zones de convergence. “Ces zones ne doivent plus être vues comme des systèmes fermés. Surtout , insiste le chercheur, les forces à l’œuvre ici sont différentes de celles à l’origine des gyres. Elles sont fondées sur la variabilité des courants tourbillonnaires, et non pas sur l’influence du vent sur les courants de surface. ” Pour le chercheur, cette variabilité sera à prendre en compte dans les modélisations futures pour étudier la dispersion des particules flottantes. Et décider comment traiter cette pollution qui menace la biodiversité marine et la santé humaine en transportant - et propageant - virus et bactéries.

Notes :

1. Maes C., Grima N., Blanke B., Martinez E., Paviet-Salomon T., Huck T., A surface “super-convergence” pathway connecting the South Indian Ocean to the subtropical South Pacific gyre.Geophysical Research Letters , 2 février 2018

2. Les données réalistes sont issues de la combinaison d’observation in situ et de modélisation