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L'eau à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Catherine Jeandel
, 
Rémy Mosseri

Troisième partie. Eau et milieu

4. La répartition spatiale actuelle de l’eau sur Terre

Marine Herrmann, Sylvain Biancamaria et Rémy Roca

Texte intégral

L’eau dans l’océan

171 % de la surface de la Terre est recouverte par les mers et les océans, ce qui lui vaut son surnom de « planète bleue ». Cette eau salée représente 97,4 % de l’eau présente sur notre planète (figure 1) et est en perpétuel mouvement. Les océans sont en effet constitués de masses d’eau dont la température et la salinité, donc la densité, varient en fonction du temps et de l’espace. Le déplacement de ces masses d’eau à l’échelle du globe constitue la circulation thermohaline globale* (figure 2). Le moteur principal de cette circulation est la formation d’eaux profondes, qui a lieu dans quelques régions de forte évaporation et/ou refroidissement : principalement en Mer du Groenland (Océan Arctique) et en Mer du Labrador (Atlantique Nord), mais aussi, dans une moindre mesure, en Mer de Weddell (Océan Austral) et au Nord-Ouest de la Méditerranée. Cette formation d’eau profonde est particulièrement étudiée en Méditerranée, car la facilité d’accès de cette région en fait un cas d’étude idéal de ce processus, qui joue, de plus, un rôle important dans le fonctionnement des écosystèmes marins méditerranéens. Les eaux présentes en surface dans ces régions y subissent une forte augmentation de leur densité. Près du pôle Nord, ces eaux denses peuvent ainsi atteindre, au moment de leur formation en surface, la température de congélation de l’eau de mer (environ-2°C du fait de sa teneur en sel). Elles plongent alors en profondeur, entraînant des eaux avoisinantes moins froides avec lesquelles elles se mélangent, et s’écoulent le long du plancher océanique*, constituant la branche profonde de la circulation thermohaline. Ces eaux profondes, dont la température varie entre 2°C et 4°C, sont réchauffées au niveau des tropiques et remontent en surface dans les différents océans de la planète (Pacifique, Indien et Atlantique), atteignant des températures de l’ordre de 30°C. Elles sont finalement ramenées vers le Nord de l’Atlantique par le Gulf Stream*. Le temps de parcours de cette boucle d’eau salée, qu’on appelle aussi « le tapis roulant océanique », est de l’ordre du millier d’années. L’eau se déplaçant ainsi à travers les océans permet le transport de la chaleur reçue à l’équateur jusqu’aux pôles. Elle joue donc un rôle majeur dans le fonctionnement du climat.

L’eau sur les continents

2Sur les 2,6 % d’eau douce restante dans l’hydrosphère, 2,0 % sont gelés de façon quasi-permanente dans les calottes polaires et glaciers (la cryosphère*). Finalement, seule 0,6 % de l’eau présente sur Terre est de l’eau douce disponible, qui contient donc moins de 2 grammes par litre de sels minéraux dissous. Cette eau douce est répartie de façon extrêmement inégale à la surface des continents et sa disponibilité à chaque endroit du globe est liée au bilan entre les précipitations et l’évaporation, c’est-à-dire l’écoulement. Les régions du globe qui présentent un déficit permanent d’eau se situent le long des tropiques et représentent 31 % de la surface totale des continents. C’est le cas des grands déserts d’Afrique du Nord (Sahara) et du Sud (Namib, Kalahari), d’Australie (Victoria), d’Asie Centrale (Gobi, Karakoum, Taklamakan), d’Arabie, d’Amérique du Nord (Basse Californie) et du Sud (Atacama), mais aussi de certaines régions polaires boréales. Ces zones hyperarides reçoivent moins de 50 mm d’eau par an. Le reste des surfaces continentales présente un bilan annuel positif, les régions les plus arrosées se situant dans les zones tempérées et intertropicales. Dans les régions équatoriales, certaines zones (Amazonie, archipel indonésien, Afrique centrale) reçoivent plus de 2 000 mm d’eau par an.

Fig. 1 – Les différentes composantes de l’hydrosphère : volume, fraction, et hauteur que chacune prendrait si on l’étalait sur toute la surface de la Terre

Fig. 2 – Mécanisme simplifié de la circulation thermohaline et répartition de l'eau à la surface des continents. Source M. Hermann

3L’eau à la surface des continents (figure 2) se répartit dans les fleuves rivières, lacs (étendues d’eau naturelles), réservoirs (étendues d’eau artificielles), marais, tourbières*… L’Amazone est, de loin, le fleuve ayant le plus grand débit, soit de 15 % à 20 % de la somme totale du débit moyen annuel de tous les fleuves (36 000 km3/an). Ce débit est équivalent à la somme des sept fleuves ayant les plus grands débits : le Congo en Afrique, le Gange/Brahmapoutre en Asie, l’Orénoque en Amérique du Sud, le Yang-Tsé-Kiang en Chine, la Lena et la Lenisseï en Sibérie et le Mississippi aux États-Unis. De nombreux bassins sont transfrontaliers et couvrent près de 45 % des continents, ce qui peut représenter des défis pour la gestion de cette ressource. La majeure partie des lacs est située au-dessus de 50°N (figure 2), mais ceux qui ont la plus grande superficie (mer Caspienne, lac Supérieur, lac Victoria, mer d’Aral et lac Huron) sont à des latitudes plus basses. Un certain nombre de bassins ne sont pas ou peu mesurés directement et la distribution globale des lacs et leurs variabilités temporelles sont encore incertaines. Ainsi, l’utilisation de données satellitaires actuelles (GRACE, Jason-2, Landsat, SPOT…) et à venir (GRACE-II, ICESat-2, les Sentinel, SWOT) est cruciale (cf. III.32). Le suivi des eaux souterraines est plus complexe et celles-ci sont moins connues à l’échelle globale. Près de 900 km3/an seraient prélevés pour les activités humaines, dont la moitié en Asie.

L’atmosphère, un pont entre terre et mer

4Les réservoirs d’eau douce continentaux et océaniques sont reliés à travers le cycle de l’eau. Ainsi ce sont environ 120 000 km3 /an d’eau qui alimentent l’ensemble des continents sous forme de précipitations, les deux tiers provenant de l’évapotranspiration* continentale. Le tiers restant est restitué par les océans et est transporté par l’atmosphère. Ce flux de 40 000 km3 /an est rendu à l’océan sous la forme de ruissellement, via les rivières, et d’échanges avec les eaux souterraines. L’océan, quant à lui, reçoit environ 390 000 km3 /an de précipitations dont les 9/10es sont issus de l’évaporation à la surface de l’océan. Le changement climatique actuel perturbe fortement ces équilibres fondamentaux de notre planète, qui font l’objet d’intenses recherches dans la communauté scientifique. Les tropiques, en particulier, sont sous surveillance renforcée depuis 2011 grâce à la mission spatiale indo-française Megha-Tropiques.

Bibliographie

Références bibliographiques

• M. HERRMANN – Prix Prud'homme 2009 : la formation d'eau dense en Méditerranée : interactions d'échelles, changement climatique et éco systèmes, La Météorologie, 2010.

• www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau

• G. DE MARSILY – L’eau, Flammarion, Dominos, 1995.

• R. ROCA et le groupe mission MT – La mission Megha-Tropiques pour l’étude du cycle de l’eau et de l’énergie dans les tropiques, Rapport du CNES au COSPAR 2014, Éditions CNES, 2014.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Les différentes composantes de l’hydrosphère : volume, fraction, et hauteur que chacune prendrait si on l’étalait sur toute la surface de la Terre
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/9848/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 76k
Légende Fig. 2 – Mécanisme simplifié de la circulation thermohaline et répartition de l'eau à la surface des continents. Source M. Hermann
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/9848/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 103k

Auteurs

Océanographe, Chargée de recherche à l’IRD, LEGOS, Toulouse, p. 100.
marine.herrmann@legos.obs-mip.fr

Hydrologue, Chargé de recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse, p. 100.
sylvain.biancamaria@legos.obs-mip.fr

Physicien du climat, Directeur de recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse, p. 100.
remy.roca@legos.obs-mip.fr

© CNRS Éditions, 2015

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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