Un profil de plongée

Descendre un thermomètre depuis un navire dans les tropiques montre que la température ne baisse pas progressivement. Elle suit trois étapes :

1. La couche mélangée. Le vent et les vagues brassent les premières dizaines de mètres, si bien que la température et la salinité sont presque uniformes. Elle fait généralement environ 20 à 100 m d’épaisseur, et est plus épaisse dans les endroits où il y a des tempêtes et en hiver.
2. La thermocline. Sous la couche mélangée, la température baisse rapidement avec la profondeur. Dans les tropiques et les latitudes moyennes, elle s’étend d’environ 100 à 200 m de profondeur jusqu’à environ 1 000 m.
3. L’océan profond. Sous la thermocline, l’eau est uniformément froide, principalement entre environ 1 et 4 °C, jusqu’au fond.

La même idée s’applique à la salinité et à la masse volumique. Une halocline est une couche où la salinité change rapidement, et une pycnocline est une couche où la masse volumique change rapidement. Comme l’eau chaude est plus légère que l’eau froide, une thermocline forte crée une structure très stable : de l’eau légère au-dessus, de l’eau dense en dessous, et peu de mélange à travers la limite. Cela empêche les nutriments des profondeurs d’atteindre la couche éclairée par le soleil, ce qui explique en partie pourquoi une grande partie de l’océan tropical est claire et bleue, mais pauvre en plancton.

Près des pôles, la situation change. La surface est déjà froide, donc la thermocline est peu marquée et l’eau profonde peut remonter et se mélanger beaucoup plus facilement.

L’eau profonde peut-elle geler ? Pas dans l’océan ouvert. Le sel abaisse le point de congélation : l’eau de mer d’une salinité de 35 g/kg gèle à environ −1,9 °C, et non à 0 °C. L’eau profonde, à une température de 0 à 4 °C, est liquide et, sous une très forte pression, elle reste encore plus facilement liquide. La glace de mer se forme seulement à la surface, lorsque la couche supérieure est refroidie en dessous de son point de congélation.