AUSTRAL (OCÉAN)

AUSTRAL (OCÉAN)

L’océan Austral, autrefois plus couramment appelé océan glacial Antarctique, entoure le continent antarctique, au sud des océans Atlantique, Pacifique et Indien. Il n’a pas de limites géomorphologiques autres qu’arbitraires, et sa véritable individualité est hydrologique; aussi André Guilcher est-il fondé à dire qu’on «peut considérer le Pacifique, l’Atlantique et l’océan Indien comme trois baies de l’océan mondial qui a son épanouissement autour de l’Antarctide». Cette façon de considérer l’océan Austral comme le cœur de l’océan mondial est d’autant plus justifiée que les eaux de fond émises par l’océan Austral sont le véritable moteur de la plupart des mouvements d’eaux océaniques.

1. Hydrologie

La calotte glaciaire antarctique déverse dans l’Océan des masses importantes de glaces et d’eaux de fonte, qui modifient sensiblement, au voisinage du littoral, les propriétés de l’eau de mer.

Les eaux

Les eaux littorales antarctiques sont donc très froides et relativement peu salées. Leur basse température tend à les alourdir (le maximum de densité de l’eau de mer, à la différence de celui de l’eau douce, est en effet atteint au voisinage du point de congélation) mais leur faible salinité les allège. Selon la saison, l’un ou l’autre de ces facteurs antagonistes l’emporte.

Pendant l’été austral, l’eau littorale est moins froide (vers 0,5 ⁰C) et moins salée (vers 34,70 p. 1 000) car les apports d’eau de fonte sont importants, de sorte qu’elle reste en surface et se répand vers le nord jusqu’au-delà de 60⁰ de latitude. C’est l’expansion de cette eau antarctique de surface qui marque la véritable limite de l’océan Austral. Là, elle entre en contact avec une eau d’origine tempérée, qui est superficielle, elle, à cause de sa tiédeur. Le mélange de cette eau subantarctique supérieure , tiède et fortement salée, avec l’eau venue du littoral donne une eau de température et de salinité intermédiaires, plus dense que les deux autres, et qui s’enfonce donc: c’est l’eau antarctique intermédiaire , et le phénomène qui lui donne naissance est appelé convergence antarctique .

Pendant l’hiver austral, au contraire, l’eau littorale antarctique est à une température aussi basse que possible, et elle est plus salée qu’en été, car la congélation de la banquise expulse du sel. Dense, elle plonge alors le long de l’escarpement continental, et va former sur le fond la masse dite eau antarctique de fond , que sa forte densité va faire s’insinuer sous toutes les autres masses d’eau océaniques, et se répandre, au prix d’altérations successives de ses caractères initiaux, jusqu’au-delà de l’équateur.

L’eau antarctique de surface et l’eau antarctique de fond ont toutes deux un mouvement net vers le nord. Ce mouvement est compensé par un apport d’eau assez froide, mais assez salée, qui s’insinue entre les deux, et qui porte le nom d’eau antarctique circumpolaire . Cette eau n’est autre que le résultat d’un mélange, qui se produit vers 40⁰ de latitude sud, entre l’eau antarctique intermédiaire, les eaux arctiques (cf. océan ATLANTIQUE), l’eau antarctique de fond et des eaux subtropicales de mi-profondeur. Au terme de sa migration vers le sud, elle remonte vers la surface, s’y refroidit et se dessale, par mélange avec les eaux de fonte, donnant ainsi les eaux littorales antarctiques.

Ces courants de densité sont puissants, mais lents. Ils sont déviés vers leur gauche par la force de Coriolis, mais médiocrement, à cause de leur lenteur. En fait, les eaux superficielles se déplacent plus zonalement que méridiennement, et leur déplacement zonal obéit plutôt à l’influence des vents qu’à celle de la force de Coriolis. Sur le rebord même du continent, les vents sont de secteur est; au-delà de la ceinture de basses pressions installée vers 60⁰ ou 65⁰ de latitude sud, les vents dominants sont d’ouest, et extrêmement vigoureux; ce sont les fameux westerlies ou grands frais d’ouest , responsables des énormes houles d’ouest qui agitent les marges de l’océan Austral. La circulation générale des eaux superficielles s’effectue donc là vers l’est, formant le grand courant d’ouest circumantarctique (fig. 2), et celle des eaux profondes vers l’est-nord-est.

Les glaces flottantes

Dans les indentations les plus profondes du continent, comme la mer de Weddell, la couverture de glace est permanente, épaisse et rigide: c’est la banquise , limitée vers le large par un abrupt appelé barrière . De la banquise d’une part, et de la calotte glaciaire continentale d’autre part, se détachent des icebergs dont la forme tabulaire est caractéristique; ils résultent de la rupture, par pans entiers, d’une calotte qui se déverse dans la mer par des fronts immenses et ininterrompus, et non par des langues glaciaires relativement étroites, comme au Groenland. À côté de ces vastes icebergs, qui émergent parfois d’une cinquantaine de mètres, et sont très longs à fondre, la surface de la mer est couverte, surtout pendant l’hiver austral, par des glaces de mer, dont la formation est la plus active à proximité du littoral et sur l’estran lui-même. Ces glaces de mer peuvent former, en hiver, une couverture pelliculaire continue, le pack . En été austral, le pack se disloque, et ses fragments migrent vers le nord jusqu’au voisinage de la convergence antarctique.

2. Géophysique

Histoire de l’ouverture

L’océan Austral n’existe en tant qu’océan annulaire que depuis l’Éocène supérieur, au cours duquel l’Antarctide et l’Australie ont commencé à se séparer. Il n’existe en tant qu’océan circumpolaire que depuis le début du Miocène, au cours duquel l’Antarctide a progressivement atteint sa position actuelle. L’histoire de l’ouverture, fort complexe, est intimement liée à l’éclatement du continent de Gondwana et on en trouvera l’exposé dans l’article INDIEN (OCÉAN).

Les bassins

Trois bassins océaniques principaux entourent le continent antarctique: l’auge de Bellingshausen s’étend du détroit de Drake (entre la Terre de Feu et la péninsule antarctique, ou terre de Graham) à la dorsale qui joint l’île de Pâques aux îles Macquarie; le bassin de Knox est compris entre la dorsale des Macquarie et le plateau des Kerguelen ; enfin, limité à l’est par le plateau des Kerguelen, à l’ouest par l’arc des Antilles du Sud, et au nord-est par la dorsale de Bouvet, le bassin du Valdivia s’ouvre sur l’Atlantique du sud-ouest.

Ces bassins ont des profondeurs voisines de 5 000 m (une profondeur de 6 800 m a cependant été relevée à 600 km au sud de l’île Marion) et les dorsales qui les limitent vers le nord sont de type océanique. Mais ces dorsales sont relativement peu élevées, et permettent aux eaux de fond de se répandre vers le nord. Dans les bassins, l’épaisseur de la croûte est faible, de 5 à 10 km, et il s’agit donc de vrais bassins océaniques au sens géophysique du terme.

Les reliefs

Les grands reliefs sous-marins sont de natures variées: le plateau des Kerguelen est un lambeau continental presque entièrement submergé, sismiquement inactif, et encadré de bassins abyssaux; l’arc des Antilles du Sud est une guirlande insulaire en cours de surrection, avec un volcanisme actif, bordée sur son flanc externe (à l’est) par la fosse des Sandwich du Sud , dont la profondeur atteint 8 250 m; les autres reliefs majeurs sont des dorsales océaniques, à montée magmatique axiale, zones de fracture et volcans latéraux. La principale est la dorsale de Bouvet , qui prolonge la dorsale médio-atlantique en contournant l’Afrique du Sud et porte les îles Bouvet, Marion et du Prince-Édouard.

En dehors du plateau des Kerguelen, il n’y a de plateaux continentaux qu’en bordure du continent antarctique. Comme il est fréquent devant les continents englacés ou l’ayant été, le rebord de la plate-forme continentale est relativement profond, dépassant localement 500 m. La plate-forme est parfois fendue longitudinalement, vers son milieu, par une gouttière (accompagnée de quelques accidents parallèles) qui sépare une partie externe monotone (tapissée de sédiments glacio-marins qui voilent toute topographie antérieure) d’une partie interne plus récemment ennoyée, au relief diversifié.

3. Géologie

Dans les bassins océaniques autour de l’Antarctique, les sédiments antérieurs au Miocène sont souvent carbonatés et dépourvus d’éléments glacio-marins. Depuis le début du Miocène, les composants biogènes sont uniquement siliceux, et les apports par les glaces abondent, ce qui indique l’âge de l’englacement de l’Antarctide. Le taux de sédimentation est localement devenu fort (jusqu’à 20 cm par millénaire) depuis, surtout au Pliocène, et l’épaisseur des sédiments peut dépasser le kilomètre, bien que très peu de ces bassins soient antérieurs au Tertiaire.

Les dorsales océaniques sont faites de roches basiques, et les îles qui les accidentent sont généralement des reliefs postiches d’origine volcanique. Même là où, comme aux Kerguelen, le plateau est de nature continentale, et les îles partiellement granitiques, le volcanisme a joué autrefois un rôle non négligeable. Les volcans des dorsales donnent généralement plutôt des cendres et des lapilli que des laves. Mais, en certains endroits des bassins, d’importantes coulées de laves, peut-être subactuelles, nappent de grandes étendues du fond.

Sur les plateaux continentaux, des sédiments terrigènes anciens existent sous les dépôts glacio-marins actuels. Mais il y a peu d’affleurements. Ceux que l’on connaît sont souvent tertiaires, mais le Crétacé doit exister là où la marge continentale est la plus ancienne.

4. Climat

L’anticyclone thermique pelliculaire installé sur la calotte glaciaire dirige vers le nord des vents qui sont déviés vers leur gauche par la force de Coriolis, et qui, lorsqu’ils atteignent l’Océan, sont donc des vents de sud-est, voire d’est. Ces vents poussent vers l’ouest les glaces flottantes dans la région la plus proche du littoral.

Plus au large, il existe, à peu près le long du 60^e parallèle, ou plus au sud, un chapelet de basses pressions, où circulent d’ouest en est des dépressions cycloniques génératrices de pluies abondantes. Au-delà règnent les grands frais d’ouest qui ont tant d’importance pour la circulation des eaux océaniques.

5. Biologie

L’eau de l’océan Austral est particulièrement riche en éléments nutritifs (phosphates, nitrates, silice) dans la région de la convergence antarctique et un peu plus au sud, grâce à la remontée de l’eau antarctique circumpolaire. Aussi le phytoplancton y est-il très abondant en été austral, quand l’insolation est suffisante, tandis que le zooplancton est moins sensible aux variations saisonnières. Le phytoplancton est au départ d’une chaîne alimentaire qui, par l’intermédiaire des petits crustacés et des poissons, aboutit aux oiseaux, aux phoques et aux Cétacés. Au total, la biomasse existant dans l’océan Austral est une des plus fortes qui soient.

Parmi les oiseaux, les pétrels et les manchots sont les plus caractéristiques; parmi les Pinnipèdes, les phoques et les otaries; parmi les mammifères marins, les baleines. Depuis que la baleine franche est strictement protégée, seule la baleine australe est chassée, pendant l’été austral, uniquement dans la région comprise entre la Patagonie et la Nouvelle-Zélande.

Les micro-organismes n’ont pas seulement un intérêt pour l’alimentation des grands animaux; ils dictent aussi, en partie, la répartition des sédiments du fond: l’essentiel en est en effet formé, au-dessous de la zone où le plancton est abondant, par les tests siliceux des Diatomées (phytoplancton) et des Radiolaires (zooplancton).

6. Géomorphologie

Pendant l’été austral, le littoral antarctique connaît en permanence des températures voisines de 0 ⁰C, de sorte que les alternances de gel et de dégel y sont particulièrement nombreuses, et la gélivation extrêmement active.

Les agents

Les houles vigoureuses de l’océan Austral sont atténuées, le long du littoral, par la présence des glaces flottantes; aussi ne trouve-t-on de vraies falaises que sur les presqu’îles septentrionales, moins bien protégées. Ces houles suffisent, cependant, partout où la côte n’est pas masquée par le débordement de la calotte (ce qui est le cas sur le quart du pourtour du continent antarctique) à trier les matériaux issus de la gélivation et à entraîner les plus fins vers l’avant-côte. Mais elles ne parviennent guère à émousser les cailloux, car ceux-ci sont constamment refragmentés, et d’ailleurs rapidement emportés vers le large par les glaces flottantes.

Les plages antarctiques offrent d’ailleurs des traits morphologiques particuliers ^{[cf. PLAGES]}.

Dans la partie interne du plateau continental, les courants locaux et les houles longues font cheminer sur le fond des sédiments venus du littoral, mais, à cause de la grande profondeur de la partie externe du plateau, celle-ci ne semble pas recevoir d’autres dépôts que la pluie sédimentaire du large. Il existe cependant, localement, des systèmes de canyons sous-marins conduisant vers le bas de l’escarpement des volumes importants de sédiments terrigènes.

La sédimentation

La sédimentation en pluie des particules venues des eaux superficielles prend divers aspects, selon les régions:

À proximité du continent (sur la marge externe du plateau, sur l’escarpement continental et dans la partie méridionale des bassins) ce sont des dépôts glacio-marins terrigènes: il s’agit soit de matériaux arrachés au continent par les glaciers, transportés par eux sous forme de moraines, et englobés ensuite dans les icebergs, soit de matériaux emprisonnés dans la glace qui se forme en hiver sur l’estran ou par faible profondeur. Dans l’un et l’autre cas, ces sédiments, transportés dans les glaces flottantes, sont libérés par la fonte de celles-ci, et tombent sur le fond, d’autant plus vite qu’ils sont plus grossiers. Il en résulte que les particules les plus fines (déjà peu abondantes dans les produits de la désagrégation sous-glaciaire) sont exportées assez loin par les courants, alors que les cailloux, les graviers, les sables et surtout les limons restent dans la zone où fondent les glaces. La sédimentation glacio-marine au large est estimée, en moyenne, à quelques centimètres par millénaire; mais il y a certainement des différences régionales, encore insuffisamment connues.

Au-delà de la zone de dérive des glaces sales venues de l’estran ou du continent, la sédimentation, privée de cet apport important, est beaucoup plus lente: quelques millimètres par millénaire, en moyenne, et, si l’on y trouve occasionnellement quelques éléments glacio-marins, il s’agit pour l’essentiel de boues à Diatomées (et, dans une moindre mesure, à Radiolaires). Ces organismes siliceux, abondants dans les eaux de surface entre la limite du pack et la convergence antarctique, tombent en pluie sur le fond. Il en tombe aussi plus au sud, mais ils passent inaperçus, dans le sédiment, à côté des masses considérables de sédiments terrigènes. Quant aux organismes planctoniques à test ou coquille calcaire, déjà peu abondants en surface, ils ne parviennent pas jusqu’au fond, dans cette région, parce qu’ils sont dissous avant de l’atteindre, sous le double effet de la basse température de l’eau et de la forte pression.

Au nord de la convergence antarctique, la pluie de Diatomées est moins abondante. On est à la limite de l’océan Austral, et cette limite est matérialisée, sur le fond, par l’apparition de deux types de sédiments:

– partout où la profondeur n’est pas trop grande, le fond est tapissé des restes d’organismes calcaires, les boues à Foraminifères, souvent enrichies de Coccolithes, dont le taux de sédimentation semble un peu plus fort que celui des boues à Diatomées;

– dans les fonds dépassant 4 500 m, la sédimentation organogène est pratiquement absente, et il ne reste que le résidu omniprésent de toute sédimentation océanique, l’argile rouge ou brune des grands fonds, dont le taux de sédimentation est très bas, de l’ordre du millimètre par millénaire; il s’y ajoute, çà et là, comme dans les sédiments plus méridionaux, des os de Cétacés et des nodules de manganèse.

La sédimentation autour de l’Antarctide est donc disposée en auréoles concentriques: sédiments littoraux, sédiments glacio-marins, boues à Diatomées, et, hors des limites de l’océan Austral, boues à Foraminifères ou argile rouge.

Mais ces limites assez nettes ont varié dans le temps: avant que la calotte glaciaire antarctique ne soit assez développée pour atteindre le bord du continent et commencer à perturber la circulation des eaux océaniques (c’est-à-dire vers la fin du Miocène), l’actuelle remontée de l’eau antarctique circumpolaire, qui seule permet le développement des Diatomées, ne se produisait pas, de sorte que les dépôts de fond, à cette époque, étaient des boues rouges (ou des boues à Foraminifères dans les parties les moins profondes) sur toute l’étendue des bassins océaniques, jusqu’au pied même de l’escarpement continental périantarctique.

Depuis lors, les limites entre les divers types de sédiment ont fluctué avec les variations climatiques quaternaires, et des carottes bien placées au voisinage des limites actuelles permettent d’obtenir de précieux renseignements sur la succession des périodes glaciaires et interglaciaires antarctiques.

L’érosion sous-marine

L’érosion sous-marine dans les bassins océaniques est liée à la vigueur du courant d’ouest circumantarctique, qui affecte toute la tranche d’eau et balaie les sédiments anciens sur certains reliefs profonds.

Sur l’escarpement continental, l’érosion est le fait des eaux denses hivernales, canalisées parfois dans des canyons sous-marins dont l’âge est inconnu, et qui sont parcourus occasionnellement par des courants de turbidité.

Sur la plate-forme continentale antarctique, les auges glaciaires sont relativement rares. Mais lorsqu’elles existent, elles sont larges (plusieurs dizaines de kilomètres) et très profondes (jusqu’à 800 m d’encaissement). Les dépressions fermées longitudinales, moins nombreuses que dans l’Arctique, sont localement bien développées et semblent closes vers le large par d’anciens verrous glaciaires.

7. Histoire de l’exploration

En dehors de quelques incursions de Francis Drake dans les eaux du détroit qui porte son nom, au sud du cap Horn, à la fin du XVI^e siècle, et du voyage au cours duquel le Malouin Jean-Baptiste Bouvet de Lozier découvrit, en 1739, les îles qui portent son nom, l’océan Austral n’a été pénétré que vers 1770, par les explorations presque simultanées de James Cook (1768-1771 et 1772-1775), du Malouin Marion-Dufresne accompagné de Crozet (1771-1772) et du Quimpérois Kerguelen (1771-1773). Une bonne partie du voyage circumpolaire de Cook se fit le long du 60^e parallèle, à la limite des glaces flottantes, et il fit même une incursion jusqu’à 71⁰ 10’ de latitude sud, sans rencontrer la terre. On douta alors de l’existence d’un continent austral, et les mers du Sud furent délaissées par les explorateurs, jusqu’à ce que la découverte, par le baleinier anglais Smith, de l’archipel des Shetland du Sud, en 1819, ait rendu l’espoir de trouver là un continent.

Les expéditions furent nombreuses de 1820 à 1845 et permirent de reconnaître de place en place la limite du continent: découverte en 1821 de l’archipel Pierre-I^er par l’amiral russe Bellingshausen et de la terre de Palmer par l’Américain de ce nom, expédition de Weddell jusqu’à 80⁰ de latitude sud en 1823, découverte de la terre de Graham par Biscoe en 1832, explorations et levés cartographiques de Dumont d’Urville de 1837 à 1840, expédition de l’Américain Wilkes de 1838 à 1842, de l’Anglais Ross de 1839 à 1843, de Moore en 1845.

Une fois l’existence d’un continent assurée, ses limites reconnues grossièrement, et son manque de ressources constaté, l’océan Austral fut à nouveau délaissé, sauf par les baleiniers, jusqu’à ce que l’expédition du Challenger , en 1873-1874, sous le commandement de George Nares, rapportent le premier corps cohérent d’observations hydrologiques. Depuis lors, l’océan Austral n’a pas cessé d’être fréquenté par des scientifiques, dont les observations se complètent les unes les autres. Depuis la Seconde Guerre mondiale, il y a constamment des navires océanographiques qui y travaillent, notamment des navires américains, russes et japonais.

Toutefois, les difficultés de la recherche océanographique dans ce milieu hostile expliquent que l’océan Austral reste assez mal connu.

8. Utilisation de l’océan

La circulation maritime sur l’océan Austral est pratiquement inexistante aujourd’hui, en dehors des navires scientifiques; il n’en a pas toujours été ainsi, car au XIX^e siècle les grands voiliers qui apportaient à l’Europe le blé d’Australie suivaient de près la limite des glaces flottantes, pour profiter des grands frais d’ouest.

La pêche à la baleine, jadis prospère, est maintenant strictement réglementée. L’intérêt pratique de ces régions est donc à peu près limité aux observations météorologiques que l’on y fait, et grâce auxquelles on espère pouvoir établir des prévisions à longue échéance.

Encyclopédie Universelle. 2012.