CHAPITRE I

L'eau des mers et sa Jiature.

On désigne sous le nom général d^OcÉAN la masse liquide qui recouTre près des trois quarts de notre Globe. Sur les 510.1OO<i8OO kilomëtres carrés qui constituent la smperficie de Tellipaolde terrestre, les eaux de la mer en recouvrent 365.9S2.450, tandis que les terres émergées n'en occupent que 144.11S.350. La surface totale des eaux représente donc les 0,717 de la surface de la Terre entière, et le rapport de l'étendue océanique à l'étendue continentale est 2,54.

Mais la connaissance de la superficie des eaux de la mer, seule, ipe donne pas une idée suffisante de leur importance : il est nécessaire d'y joindre celle de leur Tolume. On connaît aijjourd'hui, la profondeur des diTers0s parties de l'Océan, et Ton possède un nombre sufi&sant de sondages peur avoir pu dresser une carte topograpbique du fond des mers. On sait ainsi que la profondeur maximum atteinte par la sonde est de 9.788 mètres dans l'ouest du Pacifique, soit un peu moins de 10.000 mètres i on sait également que la profondeur «c moyenne » de toutes les mers du globe est de 3.680 mètres, ce qui, étant donnée leur superficie, ciMrrespond à un voltfiae d'eau de 1.330 millions de kilomètres cubes. Gomme le volume des terres émergées

iû LES PROBLÈMES DE l'ocJÉAN

au-des8us du niveau moyen des mers est de 100 millions de kilomètres cubes, on voit que le volume total de Teau des mers est 13 fois et 1/3 celui des terres émergées.

Cette eau, d'ailleurs, n'est jamais en repos. Des mouvements rythmiques, les uns k courtes périodes comme la houle et les vagues, les autres à longue période comme les m^ées, en soulèvent et en abaissent alternativement la surface, pendant que, jusque dans ses profondeurs, des « courants » en déplacent les molécules matérielles d'un point à un autre.

^ L' « eau de mer » est essentiellement différente de r « eau douce » dont ïe type limite est l'eau distillée.

Celle-ci, en effet, évaporée sur une lame de verre, ne laisse aucun résidu. Au contraire l'eau de mer, soumise à l'évaporation, laisse sur la lamelle un résidu formé de particules cristallines qui sont des sels. Et l'on comprend aussitôt que la présence de ces sels, dissous dans l'Océan, donne à l'eau de mer cette saveur spéciale qui lui a valu les noms d'eau salée ou d*onde arrière.

Quelle est l'origine de cette « salure » des mers? Au début de l'histoire de la Terre, quand celle-ci, morceau détaché de la masse solaire par la force centrifuge, était à l'état de sphéroïde incandescent, sa surface s'est refroidie et solidifiée en croûte continue. Au-dessus de cette croûte se trouvait l'atmosphère primitive, composée d'azote, d'oxygène, d'acide carbonique, d'hydrogène et d'hélium ^ Quand l'écorce fut tout à fait formée, il restait, en outre, dans l'atmosphère primitive, de la vapeur d'eau que la température, encore très élevée de la croûte terrestre, empêchait de se condenser.

1. Voir, au sujet de l'origine de la Terre, La vie et la mort du globe, par A. Berget, 1 vol. Bibliothèque de Philosophie scientifique. Paris, Flammarion (ouvrage couronné par TAcadémie des Sciences).

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Hais à mesure que le rayonnement abaissait cette température, les métaux les plus volatils, comme le potassium et le sodium restés en vapeurs, se sont condensés d'abord« Puis les éléments, dissociés par la haute température du début, ont pu se combiner grâce au refroidissement progressif. Ainsi ont pris naissance les chlorures, bromures, iodures des métaux alcalins, tandis que Thydrogèné et Toxygèno, enfîn combinés à l'état de vapeur d'eau, n'attendaient plus, pour se précipiter à l'état liquide, qu'une seule condition : l'abaissement de la température au-dessous de 360^, point critique de l'eau.

La pression initiale de cette atmosphère devait être énorme : elle contenait à l'état gazeux les éléments de toute Teau qui se trouve actuellement sur la Terre. Or, si les océans recouvraient la Terre entière, ils y formeraient une couche de plus de 3.000 mètres d'épaisseur, exerçant une pression de 300 atmosphères. Cette eau, à l'état de vapeur, exerçait donc au moins cette pression dans l'atmosphère primitive.

Quand cette atmosphère, ayant continué à se refroidir, atteignit enfin cette température « critique » de 360* au-dessous de laquelle l'eau peut exister à l'état liquide, celle-ci put se condenser, et c'est sous la forme d'une pluie surchaulTée qu'elle se précipita sur la croûte solide récemment formée, glissant le long des pentes, dissolvant dans ses flots brûlants toutes les| matières, tous les composé3 répartis à la surface du sol. Cette eau s'est accumulée dans les parties les plus basses de l'écorce, dans les « creux m de la surface plissée de celle-ci, et ainsi ont pris naissance les premiers océans.

Et Ton conçoit sans peine que, formés par l'accumulation des eaux primitivement chaudes qui ont « lavé », dans leur grandiose ruissellement, toute la superficie de la Terre, ils aient dissous, en passant, tout ce qu'ils pouvaient dissoudre, et qu'ils contiennent, au moins à l'état de traces, tous les éléments chimiques que Ton a

pu trourver dans Técorce minérale du globe terrestre. Voilà donc pourquoi Teau des océans est « salée »•

Rien n'est plus délicat que l'analyse qualitative et quantitative d'une eau de mer quand on se propose d'y rechercher ious les corps qui s'y trouvent dissous,

La chimie moderne connaît plus de ^ corps, appelés « éléments » ou « corps simples ». Cette dénominatioii n'est pas une garantie de la « simplicité » de leur nature : elle exprime simplement que la puissance de nos moyeas. d'expérience a été trop faible ou la durée de nos existences trop courte pour pouvoir en constater et en déterminer la complexité possible.

Sur ces 80 éléments, 34 ont pu jusqu'à présent être identifiés, soit directement dans l'eau des mers, soit dans des substances extraites de la mer* . Tout d'abord, en ce qui concerne les métalloides, outre V Hydrogène et VOxygène, éléments constitutifs de l'eau, on y trouve l'oxygène, à l'état de gaz dissous, au même titre que VAzatey ces deux derniers éléments provenant de l'air atmosphérique, ainsi que V Argon qui entre pour i/iOO dans la composition de l'air. Le Soufre existe dans de nombreux sulfates dissous, le Phosphore dans des phosphates. V Arsenic a été décelé dans la constitution des êtres marins. Le Chlore est un des composants du chlorure de sodium qui constitue les 3/4 de la masse totale des sels dissous dans TOcéan; le Brome se trouve dans des bromures dissousi, VJode et le Fluor ont été reconnus à Tétat libre d^ns l'eau de mer. Le Carbêne se rencontre dans de nombreux carbonates, le Bore est, à dose infinitésimale, sous forme d'acide borique, le Silicium est à l'état de silice, et constitue le squelette de nombreux êtres marins.

Les métaux trouvés dans Feau de mer soist nombreux.

L'Argent y existe à la dose moyenne de 10 milH-

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grammes par tonne ; le Cuivre et le Plomb se trouvent dans certains végétaux marins. Le Zinc et le Fer ont été reconnus dans les eaux-mères des marais salants; le Manganèse se trouve directement dans Teau de mer; le Nickel et le Cobalt ont été reconnus dans les feuilles de végétaux marins. V Aluminium se dépose à la flltration. Le Magnésium se trouve dans TOcéan à Tétat de chlorure et de bromure. Le Calcium et le Strontium s'y rencontrent à l'état de carbonates, de sulfates ou de phosphates. Le Baryum se trouve en abondance relative dans certaines plantes marines. Le Sodium et le Potassium sont dans la mer à l'état de chlorures; le Lithium a été trouvé dans les boues de marais salants; le Rubidium et le Cœsium existent, à dose infinitésimale, directement dans l'eau de mer. L'Or s'y trouve à la dose de 50 milligrammes par tonne. Enfin le Radium a été décelé dans le sel marin.

Tels sont les 34 éléments trouvés par l'analysé, dans Teau des Océans. Les autres y figurent certainement aussi, mais à dose trop faible pour que leur présence puisse être constatée analytiquement. EJn particulier les gaz « rares » de l'atmosphère : Hélium, Krypton, Xénon, Néon, s'y trouvent à coup sûr<, tout au moins à l'état de gaz provenant de la dissolution de l'air atmosphérique ; mais ils s'y trouvent à des doses infinitésimales, échappant ainsi aux méthodes de l'analyse chimique.

Il est imi)ortant, non seulement de connaitre la nature des corps dissous dans l'eau de mer, mais aussi d'en connaitre les proportions relatives : c'est ce que nous apprend l'analyse « quantitative » de l'eau océanique.

Etant donnée la multiplicité des corps à doser, une telle analyse, si on la veut complète^ serait presque audessus des ressources de la Chimie. Aussi, s'est-on borné à doser les sels « principaux » contenus dans l'eau

(te mer. Après avoir rappelé que l'on nomme ^edinité totale d'une eau de mer le nombre de grammes de sels divers contenus daas un kaio^ramme de cette eamy voici les dosag6s woye»a résultant de 77 analyses qui ont porté sur les sept sels principaux : \