Mouvements des masses océaniques

En 1978, le 16 mars, une catastrophe sans précédent affectait les côtes bretonnes. Un pétrolier géant, l'Amoco Cadiz, faisait naufrage à Portsall, dans le Nord-Finistère. La tempête disloqua le navire entraînant la libération de 223 000 tonnes de pétrole brut dans la mer. Durant les trois semaines qui suivirent la catastrophe, la progression de la nappe de pétrole fut surveillée et cartographiée. On peut y observer des déplacements désordonnés de cette nappe conduisant à son extension sur plus de 300 kilomètres de côtes.

L'hydrosphère apparaît ainsi animée de courants de surface relativement lents, de l'ordre du kilomètre par heure.

Un autre exemple de pollution océanique a permis de mettre en évidence l'existence d'autres courants. Le développement du nucléaire sur le plan militaire a conduit de nombreux pays à procéder à des essais de tirs de missiles en mer. Ces explosions nucléaires ont provoqué des retombées d'éléments radioactifs en mer, comme le tritium.
Des études océanographiques ont permis de suivre le devenir de ce tritium dans l'océan illustrées par des coupes montrant la teneur de ce polluant dans l'eau.
La comparaison des relevés effectués en 1972 et 1981 révèle la persistance du polluant ainsi que son déplacement progressif vers les profondeurs comme l'attestent la diminution de la teneur en surface couplée à une hausse de concentration en profondeur.

Ces données illustrent l'existence de courants océaniques profonds extrêmement lents, de l'ordre du mètre par heure.

Les courants de surface sont liés aux vents, comme le montre la comparaison des cartes de répartition des vents et des courants de surface. Ceux-ci sont globalement de même direction et de même sens que les vents. Les courants profonds, correspondant à des descentes d'eau de la surface vers les profondeurs, peuvent se comprendre grâce à des modélisations.
Les eaux océaniques se caractérisent par une stratification verticale en fonction de leur température et de leur salinité (c'est-à-dire qu'il existe un gradient de température et un gradient de salinité entre la surface des océans et le fond).
L'introduction d'une eau colorée froide dans de l'eau chaude ainsi qu'une eau colorée salée dans de l'eau douce permettent de visualiser une plongée de l'eau colorée vers le fond dans les deux cas. Ce phénomène s'explique par la variation de densité de l'eau qui augmente avec la salinité et diminue avec la température.

À l'échelle du globe, les régions polaires alimentent ces courants profonds. L'eau y est, en effet, froide et salée, notamment lors de la formation des glaces, le sel ne prenant pas en glace et élevant ainsi la salinité de l'eau environnante. Il en résulte des plongées d'eau froide, en Atlantique Nord et autour de l'Antarctique, qui vont s'écouler très lentement vers des latitudes plus chaudes et refaire surface dans l'océan Indien ou le Pacifique.
Cette circulation liée à des variations de température et de salinité est qualifiée de thermohaline.