Pourquoi la mer est-elle bleue ?
Malgré ce que l'on pourrait penser la réponse à cette question n'est pas immédiate. Car non, la couleur bleue de la mer n'est pas due simplement au reflet du ciel sur le plan d'eau, mais plutôt à un extraordinaire phénomène d'optique qui se crée grâce à la lumière du soleil.
En effet, la lumière du soleil, à l'inverse de notre perception, n'est pas une lumière blanche mais plutôt le mélange de plusieurs ondes lumineuses du spectre solaire, chacune d'une couleur différente de l’arc en ciel (du rouge au violet). Ces ondes lumineuses, qui composent la lumière du soleil, sont très différentes les unes des autres : elles sont de couleur différente, ont des longueurs différentes et se comportent différemment quand elles rencontrent des surfaces.
Lorsqu'un rayon de soleil frappe la surface de l'eau et pénètre en profondeur, il se décompose en plusieurs ondes lumineuses de couleurs différentes. Ces ondes ne sont pas accueillies de la même façon par la masse d'eau : certaines sont plus rapidement stoppées que d'autres. Les couleurs "chaudes" du spectre solaire (rouge, jaune, orange) sont absorbées rapidement par la masse d’eau. Au contraire, les couleurs dites "froides" (indigo, vert, bleu) sont renvoyées vers la surface. Le bleu est la couleur qui est le moins bien absorbée par la mer, c’est pourquoi le plus souvent la mer apparaît bleue.
Attention ! La mer est généralement bleue, mais elle peut également prendre différentes teintes : jaune, verte, turquoise etc.
Pourquoi la mer est-elle salée ?
L’eau de mer contient en moyenne 35 g de sels, essentiellement de chlorure de sodium (sel de table), par litre. Cette quantité n’est pas la même partout. En effet, de fortes variations existent entre les différentes mers et océans de la planète : 10 psu (1) dans la mer Baltique, 35 psu dans l’Atlantique nord, 38 psu en Méditerranée et jusqu’à 300 psu dans de la mer Morte.
Mais pourquoi elle est salée ? D’où arrive le sel ? Pour répondre à cette question il faut remonter loin dans le passé car la salinité de la mer est fortement liée à la formation de la Terre. Il y a 4 milliards d’année, la Terre était surtout constituée de volcans, qui libéraient de la vapeur d’eau et des gaz. Quand la pluie commence à tomber, par condensation de la vapeur d’eau, et à former des océans, ces gaz, dont le chlore, se sont dissous dans l’eau.
Parallèlement d’autres éléments, dont le sodium, sont arrivés à la mer via le ruissellement des pluies. Ces éléments qui composent les roches terrestres ont d’abord été dissous par les pluies, puis transportés, via les rivières et les fleuves, à la mer. Ce phénomène se poursuit encore aujourd'hui. Chaque année les pluies érodent les roches et chaque année les cours d’eau déversent leurs eaux dans la mer.
Mais pourquoi les eaux des fleuves et des rivières ne sont-elles pas salées puisqu’elles transportent les sels ? En réalité, les eaux des rivières et des fleuves sont un peu salées mais beaucoup moins que les eaux marines : 1 psu. Le renouvellement continuel par les pluies fait que cette eau ne devient jamais très salée.
Pourquoi y a-t-il des vagues dans la mer ?
Pour répondre à cette question il faut prendre le large. C'est là que tout commence, lorsque le vent rencontre la surface des eaux marines, générant, ainsi, un premier léger frémissement du plan d’eau. Si les conditions sont propices, ceci se transformera, ensuite, en houle et se propagera vers les côtes.
Près des côtes, la profondeur de l'eau diminue, le profil de la houle se courbe de plus en plus et il rencontre le fond marin. C’est là que la houle se transforme en vagues avant de devenir rouleaux et de mourir sur le rivage.
La forme des vagues ainsi générées, dépend essentiellement de la typologie des fonds marins que la houle rencontre sur son chemin, car ce sont eux qui transforment le mouvement horizontal de la houle en mouvement vertical des vagues. Lorsque le fond est plat et en pente douce, les vagues créées sont elles aussi plates et douces. Un fond abrupt, quant à lui, donnera lieu à la formation de vagues creuses et puissantes.
Pourquoi y a-t-il des marées ?
Une marée est la variation régulière du niveau de la mer. En Europe occidentale, cette variation a lieu deux fois par jour. Le terme de “marée haute” ou “ pleine mer” est utilisée lorsque la mer est à son niveau maximal et celui de “basse marée” ou “basse mer” quand elle est à son niveau le plus bas. En Europe, le délai entre deux marées hautes est d'environ 12h25min. Les heures de marée changent tous les jours : en un même lieu, l’heure de la marée haute, sur deux jours consécutifs, n’est pas la même. Le phénomène des marées est dû à l'interaction de trois facteurs : la Lune, le Soleil et la rotation de la Terre. La Lune et le Soleil ont, comme explicité par le principe gravitationnel de Newton, une influence très importante sur la Terre du fait de leur masse et de leur proximité. Ainsi, ils attirent la Terre vers eux, provocant des déformations minimes de la croûte terrestre et des modifications plus visibles de la masse d’eau des océans. En effet, l’eau étant une masse déformable cela provoque la formation de deux petits “bourrelet”, appelés les marées.
La différence de hauteur d'eau mesurée entre les niveaux d'une pleine mer et d'une basse mer consécutive est appelé le marnage. Le marnage est donc l’amplitude de marée. Plus le marnage est important plus la marée est forte. En fonction du niveau du marnage une marée sera plus au moins facilement observable. En Méditerranée, le marnage est souvent très faible : rarement il dépasse le 50 cm. En Atlantique par contre, cette valeur est plus importante. La baie du mont Saint-Michel, en Normandie, est l’un des endroits d’Europe avec le plus grand marnage : 10 mètres en moyenne et des records jusqu’à 13. Mais c’est la baie de Fundy, au Canada, qui détient le record du plus grand marnage de la planète : 16,7 mètres.
Pourquoi y a-t-il du sable sur les plages ?
Le sable des plages est une accumulation de sédiments. C’est à dire une accumulation de grains (quartz, oxydes de fer, fragments carbonatés...). Ces grains proviennent principalement de l’érosion des roches continentales qui après la désagrégation ont été transportés via des rivières, des ruisseaux et les marées sur les côtes, donnant alors naissance aux immenses bancs de sable. Tous les grains de sable ne sont pas pareils. Certains peuvent paraitre un peu plus grossiers et plus foncés, quand d’autres sont lisses et très clairs. Cette différence de forme est principalement due au niveau de dégradation de la roche qui le compose, sous l'effet de l'eau, de la température et du vent. Au contraire, pour la couleur c’est plutôt le type de roche dégradée et donc les minéraux qui la composent, qui définissent la couleur des grains et donc la plage.
(1) 1 psu = 1 g de sel (Na+Cl-) par kg d'eau de mer
Bibliographie :
Albouy V., Guide des curieux du bord de mer, Les guides du naturaliste, Delachaux et Niestle, 200pages, ISBN : 2-603 –01475-7
https://www.cieau.com/connaitre-leau/leau-dans-la-nature/tout-savoir-sur-les-marees/
Rédaction : S. Spadoni
Crédit photo : thach-tran_Pixabay