Progrès et Innovation

Relief

Il faut aller très loin, ou plutôt très haut, pour mieux comprendre comment se forment les reliefs. On comprend aussi leur signification et leurs fonctions dans notre univers.

L'eau est plate, croyez-vous. Le relief est réservé au tiers émergé de la planète, les Terres, avec leurs plaines, leurs montagnes et leurs vallées. Détrompez-vous. La Mer a ses reliefs, et ils sont importants : des dénivelées de plusieurs centaines de Mètres.

Ces reliefs sont parfois changeants, instables, et toujours masqués par des micro reliefs. La houle et les vagues, les marées, font bouger les mers, avec, ici et là, des écarts considérables, comme les grandes marées du Mont St Michel ou les creux de plus de 12 mètres rencontrés par les navigateurs du Vendée Globe. Ils rendent difficile la perception de reliefs plus structurels, qui se manifestent sur de longues périodes de temps, ou sont permanents. Il faut dire que l'océan nous semble bien profond, avec ses 3800 mètres de profondeur en moyenne, mais qu'il ne représente qu'une très faible épaisseur à la surface de la planète, un demi millième de son diamètre environ. Quand on sait que cette mince couche présente une capacité de stockage de la chaleur 1200 fois supérieure à celle de l'atmosphère, on mesure l'intérêt de bien connaître le fonctionnement des océans, composante de fond de notre système climatique. Le courant périantarctique, qui tourne autour du continent antarctique dans les mers australes, est le plus puissant de notre planète. Il est à ce titre un élément central pour comprendre et modéliser les changements climatiques, à défaut de donner les moyens de le maîtriser.
Toutes les irrégularités dans la composition de la Terre se répercutent en surface selon les lois de la gravité, et provoquent des reliefs marins. Le Vent aussi joue un rôle décisif dans la constitution de ces reliefs. Il creuse des vallées et crée des montagnes. Pas très hautes, mais des surépaisseurs à la Surface des océans qui correspondent à des milliards de mètres cubes d'eau, prêts à se déverser à la moindre défaillance d'Eole. Les grands courants, comme le Gulf Stream dont le débit est équivalent à 30 fois l'Amazone et qui transporte une énergie thermique équivalente à 100 fois la consommation mondiale d'énergie, provoquent des reliefs sur leur cours -le Gulf Stream creuse la mer d'environ 1 mètre - et autour d'eux par les tourbillons qu'ils créent. Les fonds marins se révèlent en surface, par une hausse du niveau à raison d'un mètre d'eau pour 1000 mètres de dénivelée au fond.
Bien des phénomènes, donc, pour susciter des reliefs sur les mers, qu'il était bien difficile de déceler au niveau du sol.
Il fallait observer de haut pour pouvoir comprendre et mesurer ce qui se passe à la surface de la mer. Ce sont des programmes communs CNES-NASA qui ont permis de mettre la mer à plat, ou plutôt de déceler le vrai relief des océans purgés des influences immédiates des vagues et des marées. L'altimétrie spatiale rendue possible par les satellites TOPEX-POSEIDON lancé en 1992 et JASON dix ans plus tard, a permis de décrire ce relief que l'on appelle le "géoïde marin".
Ces satellites mesurent la hauteur moyenne des vagues et donnent la position de la mer sans les vagues avec une précision de l'ordre de la dizaine de centimètres.
Les reliefs de la mer témoignent de phénomènes climatiques auxquels ils contribuent. L'exemple du Nino est particulièrement parlant. Au départ, nous avons une surépaisseur d'eau chaude d'environ 30 centimètres constituée et maintenue par les Alizés à l'Ouest du Pacifique. Un affaiblissement de ces vents, et c'est une immense "bosse" d'eau chaude qui traverse l'océan et se déverse vers l'Est, venant butter contre l'Amérique du Sud. Cette masse d'eau chaude bloque la remontée des eaux froides et poissonneuses en provenance des mers australes, et provoque une série de perturbations, sécheresses et inondations,  dans tout l'hémisphère sud. Le satellite TOPEX-POSEIDON ont mis le phénomène en évidence dès 1997.
Les observations par satellite ont donné une impulsion formidable à la recherche sur l'interface océan climat, il reste à la poursuivre à la fois d'en haut et sur place, pour endiguer le réchauffement autant que faire se peut, et se préparer aux conséquences de ce que l’on n’aura pas su éviter.

De nombreuses informations figurant dans cette note m'ont été fournies par Pierre de Château-Thierry, géophysicien et chef du projet de l'altimètre Poséidon du programme TOPEX-POSEIDON du CNES et de la NASA. Grand merci à lui.

Chronique rédigée le 31 août 2009, à bord du Marion-Dufresne, et publiée sur le Moniblog.

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