Sur le rôle des baleines dans la circulation océanique

[Regg001]

Ton argumentation depuis le début laisse planer que tout est basé sur la baleine alors que la baleine n'est qu'un des contributeurs - et pas le plus important si on le compare au reste. Même si tu répetes que ton sujet est que la baleine ne fait que contribuer, tu mets tout l'emphase sur la baleine alors qu'elle n'est qu'un petit contributeur dans l'hypothèse qui est avancé.

 

C'est ça un argument d'homme de paille.

 

J'expire de l'air, donc il vente. Techniquement mon expiration fera un courant d'air local (du vent).. Mais on ne peut pas dire que je suis un grand contributeur dans la mécanique du vent ambiant.

 

Regardes-y à nouveau avant de te fier à la taille d'une espèce pour juger de sa contribution. La quantité (masse globale de micro organisme ou d'organisme plus petit) peu outrepasser facilement ce qui peut paraître comme un géant. L'exemple des bans de poisson est assez démonstratif en ce sens.

Modifié le 29 février 2012 par Regg001

[Regg001]

Mon argument est..

 

La mécanique du brassage / des courants marins représente le cycle à 100%

 

Ce que l'étude/l'hypothèse avance, c'est que 1% de ce 100% est causé par la biomasse marine. Et de ce 1% , 2.5% est causé par les baleines.. Donc dans les faits, 0.00025% du 100% est causé par les baleines. Vois-tu où je trouve que c'est marginale. Même si ça se compare à 2.5 % des vents et marées, ça demeure marginal parce que cette même interaction des vents et marées est considérée comme marginal dans la mécanique de brassage des océans.

 

On peut bien en jaser toute la nuit, l'hypothèse vise à trouver le chainon manquant pour que les modèles soient plus précis dans l'analyse de cette mécanique. L'hypothèse est valable mais si on la sort de son contexte on en vient à faire croire qu'un coup de queue de la baleine et l'océan vire boutte pour boutte.

[Wave]

Oui Réjean, c'est bien ça (en parlant du "post" #26). Je suis entièrement d'accord, car cette fois c'est bien ce qui est dit dans l'article. Mais je reviens à cette idée : c'est à l'énergie de brassage de la biomasse qu'il faut comparer la contribution des baleines et cette contribution est de l'ordre de 2,5%. Dire que la contribution des baleines est 2,5% du 1% de l'énergie totale de la biomasse (selon l'article), c'est vrai mais je ne vois pas ce que ça démontre, puisque ce n'est pas l'énergie totale de la biomasse qui contribue au brassage, mais seulement 1% de cette énergie. Au fond, l'énergie totale de la biomasse, on s'en fout! Ce n'est pas elle qui contribue au brassage. Les auteurs en parlent seulement dans le but d'estimer l'énergie de brassage.

 

Bien entendu, c'est toute la faune marine qui contribue à ce brassage. Et celui-ci n'est pas que vertical, en fait il est probablement à peu près le même dans toutes les directions, quoi que ça dépend j'imagine du type d'animal et de sa façon de se propulser. Mais ce qui intéresse les auteurs, c'est le brassage vertical. C'est lui qui expliquerait le mélange vertical des océans. Et c'est ce mélange vertical qui permettrait à la MOC (Meridional Overturning Cell) de se maintenir. Le fait que la faune marine est très variée et constituée d'organismes de toutes les grosseurs (entre les micro organismes et le baleines) rend le brassage encore plus efficace, car un mélange est plus efficace quand il est provoqué par des tourbillons de différentes grosseurs.

 

En passant, un poisson n'est pas in micro organisme, alors c'est un drôle d'exemple pour parler de la masse des micro organismes. Les auteurs insistent sur l'idée que les bancs de poissons et le zooplancton contribuent sans doute fortement au brassage. Nulle part je n'ai lu que les micro organismes contribueraient au brassage de façon significative, mais remarque que ce n'est pas impossible, étant donné leur très grand nombre. Cependant, plus les micro organismes sont petits, plus les tourbillons qu'ils engendrent sont eux-mêmes petits. À la limite, ce brassage devient comparable au mélange causé par la diffusion moléculaire. Or ce mélange se fait sur des échelles de distances trop courtes et c'est pourquoi les auteurs invoquent le brassage causé par les animaux marins. Donc, j'ai un doute sur l'importance de la contribution des micro organismes.

 

Drôle d'exemple aussi que la tonne de plume ou de briques. Personnellement, je préfère la première si les plumes sont détachées, laissées libres et tombent d'assez haut.

 

En fait, un argument mathématique simple démontre que, pour une masse égale, une tonne de micro organismes marins dépense plus d'énergie pour se déplacer qu'un animal marin qui pèse une tonne. Voici l'explication : la surface totale exposée à l'eau dans le cas de la tonne de micro organismes marins est bien plus grande que la surface totale de l'animal pesant une tonne. Or, la force de friction est proportionnelle à cette surface (ou à son carré). Maintenant, cet argument suppose que l'animal marin et le micro organisme déplacent chacun son poids en eau, donc que la masse d'eau totale déplacée est la même, ce qu'on peut questionner.

Modifié le 29 février 2012 par Wave

[Wave]

La mécanique du brassage / des courants marins représente le cycle à 100%

 

Ce que l'étude/l'hypothèse avance, c'est que 1% de ce 100% est causé par la biomasse marine.

Ce n'est pas ce que dit l'article.

[Wave]

Même si ça se compare à 2.5 % des vents et marées, ça demeure marginal parce que cette même interaction des vents et marées est considérée comme marginal dans la mécanique de brassage des océans.

Le brassage des premiers 500 mètres à partir de la surface est essentiellement causé par les vents et marrée, puis il y aurait une contribution comparable de la faune marine. Nulle part il est dit dans l'article que la contribution des vents et marrées est marginale.

Modifié le 29 février 2012 par Wave

[Wave]

L'hypothèse est valable mais si on la sort de son contexte on en vient à faire croire qu'un coup de queue de la baleine et l'océan vire boutte pour boutte.

Je n'ai rien sorti de son contexte.

[Regg001]

Ce n'est pas ce que dit l'article.

Je n'ai pas dit que c'était dans l'article.

 

La marginalité des vents et marées dans la mécanique des courants marin de profondeur est démontré dans plusieurs études - car ils sont reconnues pour affecter les courants de surface (pas en profondeur). Donc pour les courants de surface (premier 100m - tu me diras où tu as trouvé le 500m car ça ne correspond pas à ce que j'en savais), ce sont des joueurs très importants, mais très marginaux dès qu'on descend le moindrement. Dès qu'on descend plus bas, on parle plus de courant thermique et/ou salin (thermoalin). Le lien avec l'étude est que l'aspect thermique a définitivement une source biomasse.

 

Le terme micro organisme n'était pas le bon à utiliser, j'en conviens - je parlais du reste de la biomasse (plus petit que les baleines), mais ça inclus aussi les micro organismes qui en niveau abyssale est très important. Mais même à des niveaux plus près de la surface. D'ailleurs il y a plusieurs articles mentionnant la diminution des microorganismes plus près de la surface (phytoplancton) qui ont besoin de la lumière de la surface, mais des nutriants venant des profondeurs pour se développer. C'est presqu'un cercle vicieux où le réchauffement des eaux réduit l'apport des nutriants, ce qui donne moins de phytoplanctons - donc moins de brassage des couches à mi-niveaux qui amplifie la différence de température entre les couches de surfaces vs les couches plus profondes - ce faisant réchauffant d'autant plus la surface.

 

Pour nous la problématique c'est moins d'absorbtion de gaz comme le CO2 par les océans, mais en même temps plus de ce gaz est libéré par ceux-ci, ce qui accentuent la température, et le cercle vicieux se forme. C'est une théorie/hypothèse là aussi, mais beaucoup de travail se fait depuis 30 ans en ce sens (et/ou avec ces prémisses de départ) pour démontrer ces interelations/interdépendances.

 

p.s. si les plumes sont détachés, ce n'est plus une tonne de plus qui te frappe.

[Wave]

Bon, je ne sais pas si les auteurs ont pensé à la contribution des ras de marrée. Après tout, on s'intéresse ici à un phénomène (le MOC) qui a un cycle fondamental de probablement mille ans.

 

Pour ce qui est des poissons, ceux qui dépensent le plus d'énergie sont ceux qui créent le plus de brassage, car le brassage est le principal facteur de dissipation d'énergie mécanique en milieu marin.

[Wave]

Ton argumentation depuis le début laisse planer que tout est basé sur la baleine alors que la baleine n'est qu'un des contributeurs - et pas le plus important si on le compare au reste. Même si tu répetes que ton sujet est que la baleine ne fait que contribuer, tu mets tout l'emphase sur la baleine alors qu'elle n'est qu'un petit contributeur dans l'hypothèse qui est avancé.

 

C'est ça un argument d'homme de paille.

 

J'expire de l'air, donc il vente. Techniquement mon expiration fera un courant d'air local (du vent).. Mais on ne peut pas dire que je suis un grand contributeur dans la mécanique du vent ambiant.

 

Regardes-y à nouveau avant de te fier à la taille d'une espèce pour juger de sa contribution. La quantité (masse globale de micro organisme ou d'organisme plus petit) peu outrepasser facilement ce qui peut paraître comme un géant. L'exemple des bans de poisson est assez démonstratif en ce sens.

C'est vrai que j'ai mis de l'emphase sur les baleines, mais je défendais simplement l'idée selon laquelle leur importance n'est probablement pas négligeable. Maintenant, je ne peux pas dire que je sais quelle est leur réelle contribution. Par ailleurs, il faudrait penser à changer le titre de la rubrique si c'est faisable. Peut-être que ça ne devrait pas s'appeler "Sur le rôle des baleines dans la circulation océanique", mais plutôt "Sur le rôle du brassage fait par la biomasse dans la circulation océanique". Mais les baleines c'est tellement sympathique !

Modifié le 29 février 2012 par Wave

[Wave]

Tu sembles connaître assez bien les océans. La source du problème est que les mots que nous employons n'ont pas la même signification pour tous les deux. Quand je parle du brassage des océans, je n'inclus pas les grands courants marins, comme le Golfe Stream par exemple. Le "Brassage"en dynamique des fluides et dans cet article signifie le fait de mélanger à une échelle plus petite que les principaux courants. Le brassage vertical se fait extrêmement lentement, si on parle des 3 à 6 kilomètres d'épaisseur des océans. Les tourbillons qui provoquent ce brassage ont une faible étendue verticale, donc on peut imaginer raisonnablement que leur étendue horizontale est aussi plutôt limitée. On n'inclut pas dans ce brassage la circulation du MOC elle même. Pour faire une analogie avec l'atmosphère, le brassage est le mélange de l'air provoqué par les tourbillons (qui sont partout mais qu'on ne voit pas nécessairement), celui des orages par exemple.

 

Imagine un anticyclone qui descend de l'Arctic en plein hiver et une zone de basse pression entraînée vers cet anticyclone. L'atmosphère dans l'anticyclone est très stable et la dépression n'est pas suffisamment appuyée par une advection froide à l'arrière ou une onde intense en altitude. En rencontrant l'anticyclone, la dépression faiblit et se comble. Quoi de plus naturel et fréquent en hiver! Maintenant, imagine que la dépression passe au-dessus des Grands-Lacs, c'est le début de l'hiver et leurs eaux de surface sont encore chaudes. Aux Grands-Lacs, bien entendu, il y a une bonne réserve d'énergie, mais l'air y est aussi moins stable parce que la chaleur des eaux réchauffe l'air, mais aussi parce que l'air y est plus mélangé et que son profil vertical est plus neutre. Le résultat est que la dépression s'intensifie au lieu de se combler.

 

Dans l'océan, c'est relativement semblable. Parce que le mouvement du MOC implique des flux de masse verticaux importants, le MOC va ralentir et faiblir si la stabilité verticale est trop grande, car tout mouvement qui est freiné par la stabilité de l'eau consomme de l'énergie, comme dans l'atmosphère. Ce qui compense et limite la stabilité verticale serait le brassage. Ce brassage qui tend à uniformiser la température verticale et qui génère un flux net de chaleur vers le bas, ce sont les petits tourbillons essentiellement qui en sont responsables. Ces petits tourbillons sont causés par les animaux marins, les vents et les marrées. Il est possible que la contribution des baleines soit importante parce qu'elles ont l'habitude de nager entre 1 et 2 km de profondeur et que ce sont justement des profondeurs peu influencées par les vents et marrées.

Modifié le 29 février 2012 par Wave

[Wave]

Le 500m à 1km de profondeur concernant l'influence des vagues et marrées dans le brassage, c'est dans l'article.

[Regg001]

Oui l'influence va jusqu'à 1km, mais ça devient très marginal passé 100m. Alors qu'à 100m ou moins ce sont parmis les principaux dans l'induction des courants de surface, en incluant la force de coriolis qui vient les influencer grandement. Si tu fais des recherches sur la spirale Ekman, tu trouveras les explications - le déplacement fait par les vents combiné à la force de coriolis, ça explique les divers niveaux et directions des courants de surface et l'effet va jusqu'à environ 100m , plus bas que ça c'est trop marginal pour être significatif.

 

J'en connais pas tant que ça sur les océans sinon ce que j'en ai lu alors que j'avais un grand rêve de faire un grand voyage en voilier. Au niveau des courants de surface, il y a les gyres causés par les vents et l'effet coriolis - c'est moins populaire que le gulf stream, mais pour les marins c'est connus - des courants qui se déplace le long des côtes continentales traversant près de l'équateur. Ce sont de grands courants marins de surface alimentés par les vents dominant et influencés par la force coriolis (ce qui les faits tourner dans le sens d'une horloge au nord, et le contraire au sud). Il y a vraiment beaucoup à connaitre dans les océans.

[Wave]

Oui, les courants sous la surface suivent la spirale d'Ekman. C'est un aspect important des courants marins. Et le MOC est, je pense, le plus grand de ces courant : l'eau plonge de l'Arctic vers le fond de l'Atlantique avec un débit de dizaines ou centaines de fois l'Amazone (à vérifier combien de fois). Et cette eau remonte un peu partout dans l'océan Atlantique et dans l'océan Indien. Le cycle complet (pour que toute cette eau impliquée fasse un tour), prend environ mille ans. Il est à l'océan ce que les cellules de Hadley sont à l'atmosphère. Et il est la source de plusieurs autres grands courants marins (ça aussi c'est à vérifier). Parce qu'il fait intervenir un flux de masse vertical très important (de grandes quantités d'eau qui montent ou descendent), il est freiné par la stabilité des eaux dues à la stratification verticale des océans. Le brassage est probablement nécessaire à son maintient. Ce serait en lien avec la propagation de la chaleur par le mélange et avec la stabilité verticale. Si la dynamique des océans est semblable à celle de l'atmosphère, alors les grands courants marins sont reliés à la circulation verticale. Si celle-ci cesse, alors les grands courants stoppent eux aussi. Le MOC, c'est un grand échangeur de chaleur entre les pôles l'équateur. Il n'est pas symétrique dans la direction nord-sud. Je ne sais pas s'il y a un courant semblable dans le Pacifique.

 

Je ne sais pas quelle est la contribution thermique générée par la biomasse. Je n'ai aucune idée si son impact est important, mais l'article n'en fait pas mention. (L'article n'explique pas la dynamique des océan. Mon explication provient de ce que j'ai lu à ce sujet dans le passé).

 

Il m'est venu une question. Sais-tu s'il y a eu ou non des périodes glaciaires dans l'hémisphère sud en même temps que dans l'hémisphère nord ?

[Wave]

C'est vrai Réjean que les courants marins sont grandement influencé par les vents dominants, lorsqu'ils ne sont pas directement causés par eux. Avec la présence des continents, ça fait en sorte que la circulation océanique est très différente de la circulation atmosphérique.

 

Pour la spirale d'Ekman, c'est le même phénomène dans le premier kilomètre d'atmosphère. En effet, il dépend du brassage vertical. Le fait que la direction des courants sous la surface des océans suive cette spirale jusqu'à 100 m de profondeur environ ne signifie pas qu'il n'y a pas de brassage en dessous de 100 mètres, mais ça signifie que s'il y a du brassage sous les 100 mètres alors il est très faible. Mais le MOC ne requiert pas un brassage intense, justement parce que l'échelle de temps en question est de mille ans. Un brassage très faible sur toute la profondeur de l'océan suffirait à le maintenir.

 

Quant à l'apport thermique de la biomasse, je pense que son impact est faible (mais peut-être pas négligeable), comparativement à ce brassage. Mais c'est sans doute difficile à déterminer; il faudrait vérifier dans la littérature scientifique ce que les experts en disent.

[Regg001]

Très brièvement (je suis occupé ailleurs).. L'aspect thermique est surtout reconnu pour causer de la turbulence entre les couches (stratification bathymétrique) ce qui permet / facilite l'échange entre les couches. Je pense que c'est aussi faible comme impact en profondeur - l'apport serait plus bénifique à la faune marine elle même qu'à la mécanique en profondeur.

 

Ceci dit on parle souvant que les océans sont des ''heat sink'' - mais en quelque part, l'aspect thermique de la biomasse devient peut-être un multiplicateur de ce ''heat sink''. Faudrait chercher - il y a surement des documents qui présentes cet aspect là. (hypothèse personnelle ici - je n'ai jamais lu sur ce sujet).

 

Les courants dit de surface ne dépassent guère 100 mètres (leur boucle se situe jusqu'à un niveau de 100 m).. Les courants de profondeur - même s'ils remontent jusqu'en surface ne sont pas considérés comme des courants de surface. La contribution des vents/marées pour ces courants là est là même que pour un courant dit de surface, mais l'apport de celui-ci vs ce qui alimente ces courants est vue comme marginal (en comparant l'un vs l'autre). C'est juste une question de masse à déplacer vs ce qui influence cette masse dans son entier. Ex: sur un courant qui va loin en profondeur, il y a alors une immense masse qui se déplace (plus grande que la quantité à moins de 100m)., On peut donc dire que la force qui motive ce mouvement pour la partie en profondeur est beaucoup plus grande que l'apport des vents/marées qui est un des éléments principale en surface. Ceci dit, il est évident que les forces en présence n'agissent pas avec la même intensité à tous les niveaux.

 

 

Ajout : il doit surement y avoir un aspect orographique quelque part - c'est très apparent pour les gyres (courant de surface), mais je n'ai jamais lu assez sur les courants en profondeur pour m'avancer cet aspect.

 

J'y reviendrai..

Modifié le 1 mars 2012 par Regg001

[Wave]

Ajout : il doit surement y avoir un aspect orographique quelque part - c'est très apparent pour les gyres (courant de surface), mais je n'ai jamais lu assez sur les courants en profondeur pour m'avancer cet aspect.

 

J'y reviendrai..

Je serais surpris que l'aspect orographique joue un rôle si le fond est à plusieurs kilomètres sous la surface car, l'océan étant très stratifié, les mouvements verticaux sont faibles. Une chaîne de montagnes sous-marine, si elle ne monte pas à moins de 2 km sous la surface, serait contournée par les courants profonds sans que ceux-ci n'influencent les courants de surface. C'est ce que je pense, je peux me tromper. Mais si la chaîne de montagnes effleure la surface, alors c'est une autre histoire.