320 pages - September 2020
ISBN papier : 9781789480030
ISBN ebook : 9781789490039

Code ERC :

PE10 Earth System Science
PE10_8 Oceanography (physical, chemical, biological, geological)
LS8 Ecology, Evolution and Environmental Biology
LS8_11 Marine biology and ecology

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Depuis l’expédition du HMS Challenger (1872-1876), notre vision de l’océan a totalement changé. L’Homme réalise qu’il joue un rôle clé dans la régulation du climat et de la biodiversité et qu’il est également, grâce à ses ressources biologiques et minières, un pourvoyeur de services pour l’humanité.

Océans s’appuie sur les données issues des nouveaux outils océanographiques et satellitaires, acquises lors de programmes internationaux interdisciplinaires. Il décrit les processus qui contrôlent le fonctionnement de l’océan aux différentes échelles spatiales et temporelles.

Après avoir considéré l’évolution des concepts en océanographie physique, chimique et biologique, cet ouvrage profile l’avenir d’un océan plus chaud, acidifié et moins oxygéné. Il montre comment une vision de l’océan à différentes échelles modifie sa compréhension. Enfin, il présente les défis auxquels est confronté l’océan en matière d’exploitation des ressources biologiques et minières dans le cadre d’un développement durable, et de régulation du changement climatique.

1. L’expédition du Challenger : la naissance de l’océanographie
2. De l’océanographie physique aux interactions océan-atmosphère
3. De la chimie à la biogéochimie marine
4. De la biologie marine à l’océanographie biologique
5. Anoxie et chimiosynthèse
6. Un océan plus chaud, acidifié et moins oxygéné
7. L’océan à haute résolution
8. « Défis » pour l’océan

Guy Jacques

Guy Jacques, planctonologiste, a lancé le programme français d’étude du milieu pélagique de l’océan Austral. Il a présidé des commissions scientifiques à l’Ifremer et à l’Orstom.

Paul Tréguer

Paul Tréguer, océanographe biogéochimiste, a dirigé des programmes internationaux et européens sur les impacts du changement global sur l’océan. Il est le fondateur de l’Institut universitaire européen de la mer et de l’Europôle Mer.

Herlé Mercier

Herlé Mercier, océanographe physicien, s’intéresse à l’observation de la variabilité des masses d’eau en Atlantique Nord dans une optique de prévision. Il a présidé le Comité d’évaluation de MISTRALS et le Conseil scientifique de l’IPEV.

Chapitre 1

L’expédition du Challenger : la naissance de l’océanographie (pages : 5-11)

La circumnavigation du Challenger (1872-1876) marque l’« an 1 » de l’océanographie. La moisson de Wyville Thomson et John Murray présentée ici (sondages, hydrologie, mesure des courants, dragages, chalutages, traits de plancton) est impressionnante : elle prouve l’existence d’une vie en profondeur, met en évidence des fosses et dorsales océaniques, la constance des proportions relatives des différents sels, l’origine pélagique des sédiments.


Chapitre 3

De la chimie à la biogéochimie marine (pages : 49-90)

Depuis le XIXe siècle, l’océanographie chimique a progressivement évolué en biogéochimie marine, pour l’étude des upwellings côtiers, de l’océan Austral et du cycle du carbone de l’océan mondial. Ce chapitre offre les bases pour comprendre les concepts de Redfield, de production nouvelle, de production régénérée (Eppley et Peterson), de tapis roulant (Broecker), et le développement de programmes internationaux (JGOFS, etc.).


Chapitre 2

De l’océanographie physique aux interactions océan-atmosphère (pages : 13-47)

L’observation des propriétés physiques de l’océan a été révolutionnée ces dernières décennies par la mise en œuvre de techniques innovantes de mesure tant in situ que depuis l’espace. Cette étude illustre l’évolution des méthodes d’observations de l’océan depuis l’expédition du Challenger jusqu’à nos jours et montre comment ces observations ont été la base d’avancées majeures de notre connaissance des océans.


Chapitre 4

De la biologie marine à l’océanographie biologique (pages : 91-128)

Les stations marines naissent à la fin du XIXe siècle mais l’océanographie émerge seulement dans les années 1960 avec une évolution rapide des techniques en milieu pélagique (pigments par chromatographie, cytométrie en flux, observation spatiale, détection optique du zooplancton). Le plancton est ici étudié pour son rôle dans le cycle du carbone et le picoplancton constitue un centre d’intérêt pour la génomique.


Chapitre 6

Un océan plus chaud, acidifié et moins oxygéné (pages : 167-195)

Du fait du changement climatique en cours, l’océan devient plus chaud, plus acidifié, et moins oxygéné. Ce chapitre décrit les impacts sur la chimie des carbonates et sur les coraux, sur la pompe biologique de carbone, sur la production phytoplanctonique (concept de Margalef), sur l’élévation du niveau marin et sur les services écosystémiques.


Chapitre 5

Anoxie et chimiosynthèse (pages 129-165)

Dans l’océan, des zones pauvres (hypoxie) ou dépourvues (anoxie) en dioxygène prennent naissance sous les aires naturellement très productives (résurgences côtières) ou eutrophisées (mer Baltique). Dans ces eaux, ainsi que dans les systèmes hydrothermaux, la création de matière est due à la chimiosynthèse. Cette étude fait le point sur la découverte et l’importance des sources hydrothermales à l’échelle mondiale.


Chapitre 7

L’océan à haute résolution (pages : 197-220)

Grâce aux nouveaux outils (satellites, profileurs, planeurs, etc.), l’océanographie est désormais capable de décrire l’océan à (sous-)méso-échelle. Cette étude donne quelques éléments pour comprendre la physique à haute résolution et décrit l’impact des structures à (sous-)méso-échelle sur les différents niveaux trophiques. Elle présente également l’intérêt d’intégrer la dynamique à fine échelle dans les modèles de circulation générale.


Chapitre 8

« Défis » pour l’océan (pages : 221-249)

Au XXIe siècle, l’océan est confronté à trois défis qu’analyse ce texte. La surpêche : serons-nous capables de garantir le renouvellement des ressources biologiques par une approche écosystémique des pêches ? L’exploitation des ressources minières en mer profonde, qui est désormais possible : est-elle envisageable dans le respect de la biodiversité des zones abyssales ? Et enfin, faut-il manipuler l’océan pour ralentir le changement climatique ?