L+ CIRCULATION CHIMIQUE VERTICALE

point partout la même composition chimique. Cette supposition est SDIrée par les analyses de MM. Dittmar et Buchanan' qui ont trouvé que certains échantillons d’eaux recueillis à de grandes profondeurs par le Challenger présentaient une réaction acide au lieu de

L' la réaction alcaline manifestée dans l’immense majorité des cas.

DU # Les particules solides * quelle que soit d’ailleurs leur ténuité, tombent très rapidement à travers les eaux salées, même lorsque celles-ci sont étendues de dix fois leur volume d’eau douce.

a Un minéral ne se dissout pas sensiblement plus dans l’eau en mouvement que dans l’eau immobile *. Dans l’eau de mer, cette solubilité existe mais elle est extrêmement faible ‘, ”

. La diffusion entre l’eau douce et l’eau de mer et entre des eaux de mer de densités différentes, s'opère avec une lenteur considérable ?,

Us l’on adopte la théorie de Mohr', celle de MM. Murray et

e” ou celle de M. Ochsenius * sur la genèse des dépôts calcaires,

ceux-ci se forment par voie chimique et comme les êtres vivants,

Fug des éléments du cycle, vivent principalement au fond, les réac-

tions doivent s’efflectuer au contact même de ce fond.

La Pola* à reconnu dans la mer Adriatique qu’il existe en des localités diverses de notables différences dans la richesse des eaux -… de surface en matière organique facilement oxydable. D’une facon

inérale, la quantité de matière organique diminue avec la profonr, mais l’eau immédiatement en contact avec le sol sous-marin en renferme une proportion considérable. Les variations en ammoniaque sont très faibles, même aux plus grandes profondeurs ; néanmoins, tout contre le fond, la quantité en augmente et l’on peut en

! J. Thoulet. Océanographie (statique), 245.

* J. Thoulet. Expériences sur la sédimentation, Comptes rendus de l’Académie des sciences, CXI, 619, 1890, et Annales des Mines, 189. s :. * J. Thoulet. De l'action de, l'eau en mouvement sur quelques minéraux, Comptes ; rendus de l'Académie des sciences, CXIT, 502, 1891, et Annales des Mines, 1891. * J. Thoulet. Solubilité de divers minéraux dans l’eau de mer, Comptes rendus de racine des sciences, CVIIT, 753, 1889 et CX, 652, 1890. J. Thoulet. Sur la diffusion de l’eau douce dans l’eau de mer, Comptes rendus de l'Académie des sciences, CXIE, 1068, 189.

® Mohr. Geschichte der Erde, 2 édit. 286 Nr.

© John Murray and Robert Irvine. On coral Reefs and other carbonate of lime formations in modern seas, Proc. Roy. Soc. of Edinburgh, dec. 1889. * Ochsenius, Biederm. centr. in cosmos, 1890, p. 3M. * 3. Thoulet. La campagne océanographique de la « Pola », Revue scientifique, XL, 658, 4890.

+2 in

dire autant de l'azote organiquement combiné, quoiqu’on ait cru

observer une légère diminution avec la profondeur et, dans certains cas, au contraire, une accumulation sur le fond encore plus considérable que celle de P ammoniaque.

Si sur le tableau des densités d’eaux profondes et superficielles récoltées par M. Buchanan pendant lexpédition du Challenger, on considère pour chaque échantillon la densité absolue 5, 1 c'est “àdire celle prise par rapport à l'eau distillée à + 49 C et ramenée à une température constante, d’ailleurs quelconque et choisie égale à 150,56 par les savants anglais, cette valeur est la fonction unique et immédiate de la quantité de sel ou de la composition chimique de

l'eau de mer, par litre, indépendamment de la température et de la

profondeur, puisque aucune correction de compressibilité n’a. été faite. La densité absolue, proportionnelle à la salinité de léchantillon, peut donc servir de mesure à celle-ci.

Fig. 60.

Atlantique Nord. à

ee 102 2 a o755 Ve ° 20 Ë fs Fe Ë 619 QG CU {} BE SI Lire A RE [&ls SÉRIE SIRIE $ 4 QI ©| OS [y ol EIRE SE ER IR Gin = — S 12 AIS Su JE SE Sal [S | à%]8 L <|S 1500 URSS ls à & S S TS à & SUIS NC a $ LS] D] | JR À à __|S " $ à RS À À 5 ds ges le ESS Là JR |3 1 LS N 2000| À Ÿ <= 595 |Ÿ lo 3 LUE Sn CO ee TA S ne TS LR we] AUTIES SEMI à à là à lez2 | À li ÈS Les À à à 678 71 | ? zx | | / 6x5 | |2500N., Q 595 P 607 FR |) à 6oz DE El !

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Si on trace le schéma (fig. 60) des 685 observations de densités

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CIRSGULATION CHIMIQUE VERTICALE. 12

absolues prises par M. Buchanan sur toute la surface du globe, en plaçant chacune d’elles dans sa position géographique, à l’échelle des profondeurs où les échantillons d’eau ont été recueillis, on y observe immédiatement plusieurs faits.

Les densités absolues à partir du fond, décroissent jusqu’à une cérfaine hauteur et croissent enuite. On constate ainsi l'existence de deux zones, l'une inférieure, épaisse, à stratification directe, Pautre supérieure, mince, à stratification variée. Dans cette dernière se manifestent ordinairement plusieurs alternances à des intervalles d'autant plus petits qu’on se rapproche davantage de la surface.

Sur une même verticale, la plus forte densité de la série se trouve à la surface de sorte qué l’eau du fond est moins chargée de sels que celle de la surface.

IL semble exister, très près du fond, une couche mince moindre de 100 brasses où la variation de la densité absolue a lieu très rapidement et souvent même est intervertie.

Si on joint sur le schéma les points où, sur chaque verticale,

l’ordre des densités absolues est interverti, c'est-à-dire ceux où en + remontant du fond vers la surface, la densité absolue cesse de

décroître pour augmenter ; si, de plus, on marque encore sur chaque verticale et à l’aide des courbes thermométriques relatives à chaque station, le point à partir duquel la température commence à décroître lentement, c’est-à-dire le sommet de la courbe grossièrement parabolique ou hyperbolique qui représente la distribution de la température, on obtient deux lignes brisées, sections de deux surfaces situées au sein des eaux océaniques et dont l’étude conduit aux conclusions suivantes.

1. Le niveau de la surface d’interversion des densités absolues change avec la localité et probablement avec la saison de l’année.

2. Le niveau moyen de la surface d’interversion est voisin de

500 brasses à partir de la surface dans l’Atlantique Nord et Sud, de » 300 brasses dans le Pacifique Sud. Les variations de profondeur sont

| très grandes dans lAtlantique Nord, moindres dans l'Atlantique ” Sud, faibles dans l’océan Indien Sud et le Pacifique Sud, extrême-

ment faibles dans le Pacifique Nord. Le niveau moyen d’interversion sert de limite supérieure à la zone des eaux -tranquilles et de limite inférieure à la zone des eaux en mouvement. E

3. Le niveau de la surface de variation thermométrique lente diffère

ty Laur

Ch.

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122 3 GONRÈRE

aussi avec la localité, et, pour une même localité avec la saison de l’année : il est situé à la distance moyenne € de 400 brasses de la surface, mais il subit de plus grands écarts de profondeur, surtout dans l'Atlantique Nord, Il est généralement plus rapproché de la surface que le niveau d’interversion de densité dans ANNE Sud, plus bas dans le Pacifique Nord et Sud. (Er

4. La courbe d’interversion de densité absolue et la courbe de variation thermométrique lente ne paraissent point avoir une relation nette avec la profondeur du fond.

5. Les deux courbes ne sont pas très éloignées l’une de l’autre, mais elles ne coïncident pas. | = x.

Les faits peuvent s'expliquer de la facon suivante : d

La surface océanique soumise aux variations cote (marche du soleil, régime des pluies, vents, nébulosité, etc.) est le siège d’une évaporation et d’un échauffement plus ou moins intenses ; les variations qui en résultent dans la densité réelle et dans la composition chimique des eaux, ajoutées à l’actio |. mécanique exercée ii les RÈDES donnent lieu à des courants Le horizon-

stitue la circulation océanique, qui S ie tout en su ime zone superficielle d’une épaisseur voisine de 500 brasses | = Faisant abstraction des phénomènes de remplissage du Da océanique par des matériaux inorganiques tels que les poussière volcaniques et autres, par les dépouilles d’êtres vivant dans couches liquides supérieures, par la marche progressive et conti nuelle des sédiments depuis les rivages jusqu'aux portions centrales des océans, sans parler enfin de la formation des dépôts par l’intervention de la vie (théories de Mobr, de Murray et Irvine et d’Ochsénius), en conséquence de l'évaporation de surface, les substances peu solubles contenues en solution dans les eaux marines êt apportées à l'Océan par les eaux douces beaucoup plus dissolvantes, atteignent à une certaine profondeur leur limite de solubilité et se précipitent. Devenues solides, elles descendent verticalement, pénètrent dans la zone calme, franchissent rapidement et sans se

1 J. Thoulet. Étude expérimentale et considérations générales sur l’inclinaison des talus de matières meubles. Comptes rendus de l’Académie des sciences, CIN, 1537 et Annalés de chimie et de physique, 6° série, XII, 33-64, 4887.

DISTRIBUTION DES COURANTS A LA SURFACE DU GLOBE. 193 dissoudre.les coûchés intermédiaires tranquilles et parviennent sur le sol sous-marin. -Entourées d’eaux immobiles, devenues maitresses du temps, elles se redissolvent et augmentent la proportion de sels contenus dans la couche d’eau Ja plus profonde immédiatement en contact avec le € solsAlor intervient la diffusion qui avec une lenteur

extrême augmer rogressivement la salinité des eaux sus-jacentes et en même temps peur t aux couches contiguës au sol de n'être point saturées et par Co nséquent de continuer à dissoudre les nou-

veaux matériaux qui eu arrivent sans cesse, Le sol sous-marin est

donc une sorte de foyer d’activité chimique alimenté par des phéno-

s«mènes de surface et rayonnant avec une grande lenteur vers la surface.

* La véritable zone d’activité chimique serait immédiatement con-

tiguë au fond et son épaisseur ne dépasserait pas une centaine de brasses.

is Ne 7 trouvent une confirmation dans les AD de

é don la dé ntinn taie rapidement et, à 286 m et De rend la vie animale absolument impossible. On ne

LÈ ne de cette profondeur que les coquilles semi-fossiles de cer- & tains bep pu se des eaux saumâtres des lgunes À

lement NA Ld te de ces dote) AT s’aCcomplit très lentement à cause de l'immobilité des eaux au delà d’une certaine profondeur et donne naissance à de l'hydrogène sulfuré se diffusant lentement de bas en haut.

Distribution des courants à la surface du globe. — Les courants représentent la tendance de l’Océan vers un état d'équilibre que détruisent continueHement toutes les causes naturelles, en nombre infini, car il n’existe aucun phénomène quel qu’il soit, statique ou dynamique, qui n’ait son écho dans la circulation océanique. Il faut donc se contenter d'étudier les principales d’entre elles et surtout la plus importante parce qu’elle est la plus inces-

sante, l’action du vent. Dans chaque cas particulier, lorsqu'il s'agira de comprendre les variations constatées d’un courant déterminé, on examinera ensuite séparément le rôle de chacune des conditions ambiantes depuis celles qui sont constantes, comme la configuration géographique ou la profondeur de la mer, jusqu'aux conditions régulièrement ou irrégulièrement variables touchant à la climatologie comme le vent, la pluie, les variations barométriques, la décharge des fleuves et on appréciera leur influence pour détruire l'équilibre de la masse liquide. Le courant représentera la somme ou la moyenne de toutes ces actions pendant la période de temps choisie, jour, mois, année ou siècle.

Une donnée bien importante encore est la connaissance du relief de densité obtenu par le tracé des dénivellations de l'Océan telles qu'elles résultent des densités in situ prises simultanément et repré: sentées par courbes d’égal niveau * au-dessous du plan initial de niveau, de densité 1.0000. L'emploi d’aréomètres précis permettra de construire ces cartes dont le relief combiné à la direction du vent, aujourd'hui si bien étudiée, permettra de découvrir la véritable économie des courants.

Quoi qu’il en soit, il convient de prendre beaucoup de mesures directes, aux mêmes points, à des époques différentes et de construire graphiqüement, sans idée préconçue la courbe de chaque : sorte de variations afin de les comparer toutes entre ellés.

Les courants marins, par suite de la dépendance où ils sont des circonstances météorologiques, sont essentiellement variables pendant une année et même, après ceb intervalle de temps, ils ne reprennent pas plus identiquement leur état antérieur que les saisons ne se répètent en un même lieu absolument identiques d’une année à l’autre. Les cartes annuelies ou semi-annuelles de courants, comme d’ailleurs de tout autre phénomène météorologique, ne permettent que de simples aperçus; les premières expriment une moyenne trop générale pour servir à une étude détaillée, les secondes ne s'appliquent utilement qu’à une localité géographique limitée et pourvu que Pannée y soit bien partagée en un semestre froid et un semestre chaud. Si elles représentent le vaste espace d’un océan, des cartes semestrielles ont un médiocre intérêt, car, à peu de chan-

1 J. Thoulet. Océanographie (statique), 348.