Notre propre expérience nous apprend que le couleur del mar peut changer radicalement avec le temps et l'espace : des verts bleuâtres aux verts très clairs en passant par les bleus foncés, les gris et les bruns. Il s'avère que les changements de couleur des océans sont le résultat d'une combinaison de facteurs physiques et biologiques.
Dans cet article, nous expliquons en détail quelle est la couleur de la mer, de quoi elle dépend et pourquoi nous la voyons d'une manière ou d'une autre.
couleur de la mer
L'eau pure est, bien sûr, incolore. Mais même ainsi, si nous regardons des profondeurs que la lumière n'atteint pas facilement, elle apparaît bleu foncé. L'œil humain contient des cellules qui peut détecter un rayonnement électromagnétique avec des longueurs d'onde comprises entre 380 et 700 nanomètres. Dans cette gamme, différentes longueurs d'onde correspondent aux différentes couleurs que nous voyons dans l'arc-en-ciel.
Les molécules d'eau absorbent mieux la lumière qui atteint des longueurs d'onde plus longues, à savoir le rouge, l'orange, le jaune et le vert. Ensuite, seul le bleu reste et la longueur est plus courte. Étant donné que la lumière bleue est moins susceptible d'être absorbée, elle atteint des profondeurs plus profondes, ce qui donne à l'eau une apparence bleue. Il s'agit de physique. Mais la biologie compte aussi, car ce sont les minuscules microbes appelés phytoplancton qui ont le plus grand impact sur la couleur de l'océan.
Processus biologiques qui affectent la couleur de la mer
Souvent plus petites qu'une aiguille, ces algues unicellulaires utilisent des pigments verts pour capter l'énergie du soleil, en convertissant l'eau et le dioxyde de carbone en composants organiques qui composent leur corps. Grâce à cette photosynthèse, ils sont responsables de la production d'environ la moitié de l'oxygène que nous, les humains, consommons.
Essentiellement, le phytoplancton absorbe le rayonnement électromagnétique rouge et bleu dans le spectre visible, mais réfléchit le vert, ce qui explique pourquoi les eaux qu'il habite apparaissent en vert. Déterminer la couleur de l'océan n'est pas seulement un exercice esthétique.
Les scientifiques surveillent les océans à l'aide de satellites depuis 1978, et bien que les images aient une valeur esthétique, elles ont un autre objectif : peut être utilisé pour étudier la pollution et le phytoplancton. Les changements dans les quantités de ces deux éléments, et dans quelle mesure ils augmentent ou diminuent, peuvent également fournir des signes de réchauffement climatique. Plus il y a de phytoplancton à la surface de la mer, plus le dioxyde de carbone est capté de l'atmosphère. Mais comment les scientifiques déterminent-ils la couleur des mers et des océans ?
Études scientifiques
La technique la plus largement utilisée implique l'utilisation de satellites avec des instruments pour mesurer l'intensité de la lumière visible de l'eau. La majeure partie de la lumière du soleil près de la surface de la mer est capturée par des particules en suspension dans l'air. Le reste est bien absorbé ou dispersé dans l'eau. Mais environ 10% de la lumière rebondit dans l'atmosphère et éventuellement vers le satellite, qui mesure la quantité de cette lumière on le trouve dans le vert ou le bleu du spectre. Les ordinateurs utilisent ces données pour estimer la quantité de chlorophylle dans l'eau. L'étude de la couleur de l'océan a également donné des résultats plus importants.
L'année dernière, des chercheurs américains ont publié une étude montrant que Les niveaux de chlorophylle dans les océans du monde ont changé entre 1998 et 2012. Aucune tendance n'a été observée dans l'étude, mais les changements de couleur enregistrés par les satellites ont montré que les niveaux de chlorophylle ont chuté dans certaines parties de l'hémisphère nord et ont augmenté dans certaines parties du sud.
Cela a conduit certains à croire que les régions océaniques à faible teneur en chlorophylle connues sous le nom de «déserts marins» se développent en raison de la hausse des températures de la mer. Mais certains disent qu'il n'y a pas encore suffisamment de données pour montrer comment le réchauffement climatique affecte les niveaux de phytoplancton dans les océans, qui pourraient changer naturellement en cycles de 15 ans ou plus.
Certaines études suggèrent que les scientifiques auraient besoin de surveiller la couleur de l'océan pendant plus de 40 ans pour tirer des conclusions. Ce n'est qu'alors que nous pourrons déterminer si et dans quelle mesure la couleur de l'océan a changé. Donc savoir si l'homme a une influence sur les niveaux de plancton existant, et donc sur le cycle du carbone.
De quelle couleur sera la mer en l'an 2100 ?
Le réchauffement des océans modifie la circulation océanique et la portion d'eau profonde qui remonte à la surface. Le phytoplancton a besoin de lumière (son énergie) et de nutriments. La plupart de ces nutriments proviennent des profondeurs. Les changements causés par le réchauffement ont conduit à moins de nutriments atteignant la surface, de sorte que le phytoplancton est susceptible de décliner dans de nombreuses parties de l'océan.
La couleur de la mer dépend de la façon dont les rayons du soleil interagissent avec la composition de l'eau. De plus, les molécules d'eau absorbent presque toute la lumière du soleil sauf le bleu, donc le bleu est réfléchi.
D'autre part, il n'y a pas que de l'eau dans l'océan, mais aussi des plantes, des micro-organismes et d'autres matières organiques. Un exemple est le phytoplancton, qui contient de la chlorophylle, un pigment vert absorbant la lumière du soleil dont les plantes ont besoin pour se nourrir. De plus, la majeure partie de la lumière réfléchie par le phytoplancton est verte. C'est pour cette raison que de nombreuses parties de l'océan ont une teinte verte.
Cependant, à mesure que les océans se réchauffent, certains phytoplanctons peuvent disparaître, d'autres peuvent prospérer et d'autres encore peuvent migrer vers différentes régions. La température affecte également le taux de croissance du phytoplancton. Certaines espèces adaptées à l'eau chaude sont plus rapides que d'autres adaptées à l'eau froide. Ainsi, dans les zones aux eaux plus chaudes, il peut y avoir plus de nutriments, il y aura donc des variations régionales dans la composition, le nombre et la distribution des communautés microbiennes marines qui colorent l'eau.
Les couleurs du modèle qu'ils ont utilisé pour étudier l'évolution ont été utilisés pour prédire les changements dans le phytoplancton, comme la prolifération d'algues locales ou l'acidification des océans.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur la couleur de la mer et sur les facteurs dont elle dépend.