Les courants océaniques

La force de Coriolis, liée à la rotation de la Terre, dévie ensuite ces masses d'eau vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. C'est cette déviation qui donne naissance aux grands tourbillons océaniques appelés gyres, que l'on observe dans chacun des principaux bassins océaniques : le gyre nord-atlantique, le gyre sud-atlantique, les gyres nord et sud du Pacifique, et le gyre de l'océan Indien.

La configuration des continents joue également un rôle déterminant, car elle canalise et dévie les masses d'eau, créant des courants côtiers puissants comme le Gulf Stream le long de la côte est des États-Unis, ou le courant de Humboldt le long des côtes chiliennes et péruviennes.

On distingue généralement deux grandes catégories de courants de surface. 

• Les courants chauds, comme le Gulf Stream ou le Kuroshio dans le Pacifique nord, prennent naissance dans les zones équatoriales et se dirigent vers les hautes latitudes, où elles transportent chaleur et humidité.

• Les courants froids, comme le courant du Labrador ou le courant des Canaries, circulent en sens inverse, des pôles vers l'équateur, et ramènent des eaux plus fraîches et généralement riches en nutriments.

Les courants de surface influencent aussi fortement les écosystèmes marins, notamment à travers le phénomène d'upwelling, où les vents poussent les eaux de surface au large, permettant à des eaux profondes riches en nutriments de remonter. Ces zones d'upwelling, comme celles observées au large du Pérou ou de la Namibie, comptent parmi les régions les plus productives de l'océan en matière de pêche.

Enfin, ces courants jouent un rôle essentiel dans la redistribution de la chaleur à l'échelle planétaire, en transportant l'énergie solaire accumulée dans les zones tropicales vers les latitudes plus élevées, participant ainsi à l'équilibre thermique global de la planète.

La circulation thermohaline

A l'échelle de l'océan mondial, plusieurs segments de la circulation thermohaline, désignés sous le nom de cellules de circulation méridienne de retournement, peuvent être distinguées :

• L'AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation). - Dans l'océan Nord-Atlantique, les eaux de surface chaudes et salées du golfe du Mexique et de l'océan Atlantique équatorial se déplacent vers le nord. À mesure qu'elles atteignent les régions polaires du nord, elles se refroidissent, ce qui augmente leur densité. Elles descendent alors vers le fond des océans et se déplacent vers le sud, formant le courant de la mer de Norvège.

• La SMOC. - La circulation méridienne de retournement australe est la plus étendue. Elle se déploie dans l'océan Austral autour de l'Antarctique. Elle relie les eaux profondes formées près du continent antarctique, notamment dans les mers de Weddell et de Ross, aux remontées d'eaux profondes qui alimentent les couches supérieures des bassins Atlantique, Indien et Pacifique. 

• Dans le Pacifique Nord, il existe une cellule plus faible,  désignée comme la circulation méridienne de retournement du Pacifique Nord. Elle est liée à la formation d'eaux intermédiaires en mer d'Okhotsk et dans le gyre subpolaire, mais sans production massive d'eaux profondes comme en Atlantique Nord. 

• L'océan Indien possède également une circulation méridienne de retournement propre, dans laquelle les eaux profondes remontent progressivement et sont transformées par mélange avant de repartir vers le sud en surface ou en subsurface, souvent en lien avec le courant des Aiguilles et la mousson. 

• Mer Méditerranée. - On peut aussi mentionner la cellule associée à la mer Méditerranée, où l'évaporation intense produit des eaux denses et salées qui s'écoulent en profondeur à travers le détroit de Gibraltar et influencent la stratification de l'Atlantique Nord à des profondeurs intermédiaires. 

• Dans la mer du Labrador et les mers nordiques, des cellules plus localisées participent directement à l'alimentation de la branche profonde de l'AMOC par convection hivernale et débordements d'eaux denses, même si elles sont souvent intégrées à cette circulation plus vaste. 

• Dans les mers marginales comme la mer Rouge ou le golfe Persique, des circulations de retournement très régionales se mettent en place du fait de la forte salinité, avec sortie d'eaux denses par les détroits et compensation en surface. 

La circulation thermohaline est impliquée dans la régulation du climat mondial. Les eaux chaudes transportées vers les pôles aident à maintenir des températures plus douces dans ces régions, tandis que les eaux froides transportées vers l'équateur aident à réguler la température de ces régions. Les variations de température et de salinité influencent la densité de l'eau, ce qui est essentiel pour la circulation. Par exemple, l'évaporation de l'eau dans les régions chaudes augmente la salinité, tandis que la fonte des glaces dans les régions froides augmente la salinité des eaux de surface. 

Les perturbations de cette circulation peuvent ainsi avoir des conséquences significatives sur le climat, comme des changements dans les modèles météorologiques régionaux et globaux. Par exemple, une augmentation de la quantité d'eau douce due à la fonte des glaces peut réduire la salinité des eaux polaires, ce qui peut perturber la circulation des eaux froides et descendantes, affectant ainsi le système de circulation global.