Tourbillons océaniques : structures mal connues

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Les tourbillons océaniques sont des structures mal connues, qui peuvent dépasser les 100 km de diamètre. Ils sont suspectés d'affecter le climat mondial. Des scientifiques ont développé un modèle mathématique pour les décrire, qui, surprise, rappelle le fonctionnement des trous noirs.

Les courants marins - Cagira66· / YouTube 01/5/2008

On connait l'influence du Gulf Stream et des autres grands courants océaniques sur le climat mondial. Moins connu est le rôle des tourbillons océaniques, dont certains peuvent faire jusqu'à 200 km de diamètre. Une équipe de chercheurs des universités de Zurich et de Miami s'est penchée sur ces phénomènes d'un point-de-vue mathématique, afin de mieux comprendre leur fonctionnement.

2011, 4 tourbillons géants générés par des conditions climatiques particulières et/ou activité sismique ou volcanique. Selon les informations figurant dans le descriptif de la vidéo, la largeur de certains de ces tourbillons a été estimée de 150 à 400km ! Lisa TheMayanManifestor / YouTube 23/2/2012

Le possible impact des tourbillons océaniques sur le climat mondial n'a jamais pu être quantifié, car les limites mêmes de ces formations ne sont pas bien définies. George Haller et Francisco Beron-Vera ont ainsi développé une solution mathématique pour les connaître, et publient leur résultat dans la revue Journal of Fluid Mechanics. Leur astuce : isoler des zones où l'eau est plus cohérente en utilisant des photos satellites. À leur grande surprise, leur modèle s'est avéré être l'équivalent mathématique des trous noirs trouvés dans l'espace !

Des scientifiques américains ont découvert deux tourbillons géants dans l'océan Atlantique, au large des côtes de la Guyane et le Suriname.  Selon le scientifique brésilien Guilherme Castellane, les deux "entonnoirs" font  environ 400 kilomètres de diamètre. Jusqu'à présent, ceux-ci n'étaient pas connus sur Terre. Les entonnoirs exerceraient une forte influence sur les changements climatiques qui ont été enregistrés au cours des dernières années.  whirlpoolhitman / YouTube 21/8/2012

Les trous noirs sont des formations spatiales dont la masse est tellement gigantesque qu'ils attirent tout ce qui trouve dans leurs environs, lumière incluse. Mais lorsqu'il se trouve à une certaine distance, un rayon lumineux ne s'engouffre pas dans le puits gravitationnel, il suit une orbite circulaire autour du centre. La théorie de la relativité d'Einstein appelle ce phénomène une sphère de photons.

C'est donc des structures similaires qui ont été découvertes aux abords des tourbillons. À l'intérieur, aucune particule ne peut s'échapper, elles tournent indéfiniment. Mais sur les bords, des cercles fermés exécutent des rotations sans jamais s'y engouffrer. Dans tous les cas, rien ne peut y réchapper, molécules d'eau, détritus ou plancton. Pour les chercheurs, le seul fait que des structures d'eau aussi cohérentes existent parmi ces chaotiques tourbillons est extrêmement surprenant.

Agulhas Current Simulation (NASA)- Penny Haire / YouTube 9/12/2011

Puisque ces tourbillons doivent être stables et continus, les chercheurs ont cherché à vérifier la théorie sur le terrain. Ils se sont penchés sur les anneaux d'Agulhas, des tourbillons qui naissent régulièrement dans l'océan austral, à la pointe sud de l'Afrique, et transportent des eaux salées vers le nord-ouest. Ils ont identifié 7 anneaux de type "trou noir", et ont découvert qu'ils transportaient la même masse d'eau, sans la moindre fuite, pendant plus d'un an.

Mais les scientifiques signalent que ces vortex ne sont pas seulement inféodés à l'espace et aux océans. Beaucoup de tornades pourraient également suivre ce schéma mathématique. 

Reste maintenant à identifier l'impact de ces tourbillons sur le climat. La théorie actuelle prédit qu'en se formant dans l'hémisphère Sud (et les observations indiquent qu'ils le sont de plus en plus), ces phénomènes permettent de faire remonter de l'eau plus salée vers le Nord et ainsi faire fondre les calottes polaires, ce qui amplifierait le réchauffement.

Vidéo animation sur la salinité de l'océan : La rétroflection Agulhas - nocsomf / YouTube 3/10/2008

Les tourbillons "créent des oasis mouvantes qui ont un impact important sur la chaîne alimentaire et les changements climatiques grâce à leur transport sur de longues distances d'eau à la température et à la salinité différentes", expliquent les auteurs dans leur étude. L'utilisation du modèle mathématique développé pourrait ainsi aider les climatologues à en savoir plus sur ces mystérieux phénomènes et leur impact.


MAXISCIENCES 25/9/2013