Sciences · Terre et climat
La salinité des océans
L’eau de mer contient en moyenne 35 grammes de sels dissous par kilogramme, surtout du chlorure de sodium. Ces sels proviennent de l’altération des roches continentales et des gaz volcaniques, accumulés pendant des milliards d’années.
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Un litre d’eau de mer laisse, après évaporation, environ une cuillère à soupe de sel. Cette salinité, d’environ 35 g/kg en moyenne, varie peu au large mais beaucoup selon les mers : moins de 10 g/kg dans une grande partie de la Baltique, plus de 40 g/kg en mer Rouge. Elle détermine la densité de l’eau, et donc une partie de la circulation océanique mondiale (voir courants marins).
Pourquoi la mer est-elle salée ?
Les sels de la mer ont deux origines principales :
- L’altération des roches : l’eau de pluie, légèrement acide, dissout lentement les minéraux des roches continentales. Les rivières transportent vers la mer des ions sodium, calcium, magnésium et potassium.
- Le dégazage volcanique : les volcans et les sources hydrothermales des dorsales océaniques libèrent du chlore et du soufre, qui fournissent les ions chlorure et sulfate.
L’eau des rivières semble douce, car elle ne contient que quelques dizaines à centaines de milligrammes de sels par litre. Mais quand l’eau de mer s’évapore, seule l’eau pure part : les sels restent. Au fil de milliards d’années, ils se sont accumulés (voir cycle de l’eau).
La composition de l’eau de mer
| Ion | Part des sels dissous (environ) |
|---|---|
| Chlorure (Cl⁻) | 55 % |
| Sodium (Na⁺) | 30,6 % |
| Sulfate (SO4²⁻) | 7,7 % |
| Magnésium (Mg²⁺) | 3,7 % |
| Calcium (Ca²⁺) | 1,2 % |
| Potassium (K⁺) | 1,1 % |
| Autres (bicarbonate, brome, strontium…) | Moins de 1 % |
Le chlorure et le sodium forment ensemble plus de 85 % des sels : c’est le chlorure de sodium, notre sel de table. L’eau de mer contient aussi, en traces, presque tous les éléments chimiques, dont de l’or et de l’uranium, en quantités trop diluées pour être exploitées.
Une propriété remarquable : les proportions entre les principaux ions sont presque identiques dans tous les océans, quelle que soit la salinité totale. Ce principe, établi au XIXe siècle par Alexander Marcet puis William Dittmar, permet de déduire la salinité de la mesure d’un seul élément.
Des mers plus ou moins salées
La salinité dépend de l’équilibre entre ce qui concentre les sels (évaporation, formation de glace de mer) et ce qui les dilue (pluie, fleuves, fonte des glaces).
| Mer ou océan | Salinité typique en surface | Raison |
|---|---|---|
| Océan mondial (moyenne) | Environ 35 g/kg | Référence |
| Atlantique Nord subtropical | Environ 37 g/kg | Forte évaporation sous les anticyclones |
| Méditerranée | Environ 38 à 39 g/kg | Évaporation supérieure aux apports des fleuves et des pluies |
| Mer Rouge | Environ 40 g/kg et plus | Climat très chaud et sec, aucun fleuve |
| Océan Arctique | Environ 30 à 33 g/kg | Fleuves sibériens, fonte des glaces |
| Baltique | Souvent moins de 10 g/kg, quelques g/kg au fond des golfes | Mer presque fermée, nombreux fleuves |
| Mer Noire | Environ 17 à 18 g/kg en surface | Grands fleuves (Danube, Dniepr) |
La mer Morte, qui est en réalité un lac salé sans exutoire, dépasse 300 g/L : on y flotte sans effort (voir poussée d’Archimède).
Les conséquences de la salinité
- Densité : l’eau de mer pèse environ 1 025 kg/m³, contre 1 000 pour l’eau douce. Une eau froide et salée est dense et plonge : ce mécanisme, la circulation thermohaline, pilote la circulation océanique profonde, notamment dans l’Atlantique Nord.
- Point de congélation : l’eau de mer à 35 g/kg gèle vers −1,9 °C. En gelant, elle rejette l’essentiel de son sel : la glace de mer (la banquise) est presque douce, et l’eau voisine devient plus salée et plus dense.
- Vie marine : les organismes marins régulent leurs échanges d’eau et de sels avec ce milieu ; les variations brutales de salinité, comme dans les estuaires, exigent des adaptations particulières.
Comment mesure-t-on la salinité ?
Faute de pouvoir évaporer l’eau à chaque mesure, les océanographes mesurent sa conductivité électrique, d’autant plus forte que l’eau est salée. Depuis 1978, la salinité est d’ailleurs exprimée sur une échelle pratique sans unité, très proche de la valeur en grammes par kilogramme : on écrit souvent « salinité de 35 ».
Les mesures proviennent de sondes descendues depuis les navires, de près de 4 000 flotteurs automatiques du réseau international Argo, qui plongent jusqu’à 2 000 m, et de satellites, comme la mission européenne SMOS, lancée en 2009, qui estime la salinité de surface depuis l’espace.
La salinité et le changement climatique
Le GIEC constate que les régions océaniques salées deviennent plus salées, et les régions peu salées moins salées : le cycle de l’eau s’intensifie avec le réchauffement, accentuant l’évaporation dans les zones sèches et les pluies dans les zones humides. La fonte du Groenland apporte par ailleurs de l’eau douce dans l’Atlantique Nord, ce qui peut freiner la circulation thermohaline (voir Gulf Stream).
Questions fréquentes
Combien de sel y a-t-il dans les océans ?
Environ 50 millions de milliards de tonnes. Étalé sur les terres émergées, ce sel formerait une couche de plus de 150 m d’épaisseur, selon l’agence américaine NOAA.
Peut-on boire de l’eau de mer ?
Non. Pour éliminer le sel absorbé, les reins devraient produire plus d’urine que la quantité d’eau bue : boire de l’eau de mer aggrave la déshydratation. Le dessalement par osmose inverse ou distillation permet en revanche de la rendre potable.
Pourquoi les lacs ne sont-ils pas tous salés ?
Parce que la plupart des lacs ont un exutoire : une rivière en sort et évacue les sels. Les lacs sans exutoire, comme la mer Morte, le Grand Lac Salé ou la mer Caspienne, accumulent les sels et deviennent salés.