Quels secrets cachent les vagues ?


Le MIT (Institut de technologie du Massachusetts), institut de recherche et université américaine, spécialisée dans le domaine des sciences et de la technologie, vient de publier les résultats d'une enquête sur les secrets cachés des vagues - les vagues "internes".

Des chercheurs du MIT ont travaillé sur le secret des vagues, et plus précisément sur les vagues "internes". C'est-à-dire, celles que l'on ne voit pas, car elles sont sous la surface de l'eau. Ces études détaillées de terrain, ces expériences en laboratoire et ces simulations sur les plus grandes vagues "internes" connues dans le monde entier ont été publiées récemment dans un rapport et pourraient permettre d'améliorer considérablement les modèles climatiques mondiaux. Ces vagues internes jouent un rôle clé dans le mélange des eaux océaniques et affectent grandement la température des océans. Aujourd'hui, 42 chercheurs de 25 institutions, présents dans 5 pays, en connaissent un peu plus sur ces vagues invisibles de leur naissance à leur mort. "Ce que présente ce rapport est une image complète, du berceau à la tombe, de ces vagues", explique Thomas Peacock, professeur agrégé de génie mécanique au MIT, et l'un des deux auteurs principaux du dossier. Ce dernier a d'ailleurs été publié dans la revue Nature.

Le phénomène des vagues "internes"

Les vagues "internes" – vagues géantes sous la surface de l'eau qui sont un mélange d'eau salée et d'eau plus claire moins salée – sont omniprésentes dans les océans du monde. Mais les plus grandes et les plus puissantes sont celles qui se forment en mer de Chine méridionale, en provenance du détroit de Luzon, entre les Philippines et Taiwan. Ces ondes souterraines peuvent atteindre 500 m de haut et générer de puissantes turbulences. Leur taille immense et leur propagation sont importantes à décrypter et à analyser, car ils jouent un rôle dans le déroulement des processus marins – provision de substances nutritives pour les organismes marins, distribution de sédiments et polluants ou encore propagation d'ondes sonores. Les vagues "internes" sont également un facteur important dans le mélange des eaux océaniques, combinant les eaux de surface, plus chaudes, avec les eaux froides profondes. Ce processus est essentiel pour comprendre la dynamique du climat mondial.

Comprendre le cycle de vie des vagues "internes"

Cette recherche internationale, appelée IWISE (Internal Waves In Straits Experiment ou en français, Expérience de vagues internes dans le détroit) était quelque chose de rare dans le domaine explique Peacock. La dernière expérience de ce genre sur l'étude de terrain des vagues internes date de 2002, "The Hawai Ocean Mixing Experiment". Cette nouvelle étude a porté sur des vagues internes qui étaient beaucoup plus fortes et est allé beaucoup plus loin, en déterminant la façon dont les vagues sont créées et comment leur énergie se dissipe. Une des découvertes inattendues explique Peacock était le degré de turbulence produit par la naissance des vagues qui donnent vie aux marées et courants des fonds marins. "Ce sont des découvertes inattendues sur le terrain", dit-il révélant "un mélange intense jamais observé dans les profondeurs de l'océan. C'est comme une machine à laver géante. Le mélange est beaucoup plus spectaculaire que ce à quoi nous nous attendions."

Comprendre la puissance des vagues "internes"

Les nouvelles observations permettent de résoudre une question technique de longue date qui est "comment les vagues internes diffusent leur puissance ? " Ces vagues sont-elles toutes puissantes dès le départ ou deviennent-elles puissantes en se propageant ? De nombreuses tentatives de réponses contradictoires ont été apportées au fil des années passées.

Pour y répondre, des lignes d'amarrage ont été positionnées sur les fonds marins (3000 m de profondeur), reliées à des bouées à la surface, avec des instruments placés à intervalles réguliers sur ces lignes. Ainsi, les chercheurs ont pu répondre à cette question. Peacock a expliqué "Les vagues deviennent plus grosses au fur et à mesure qu'elles se propagent." L'étude a aussi permis de prouver que les ondes internes solitaires continuaient être présentes en mer de Chine du Sud pendant les mois d'hiver, contrairement à l'hypothèse émise.

Mieux comprendre les activités sous-marines

Décrypter ces vagues internes pourrait être utile aux chercheurs dans de nombreux domaines. Les vagues sont la clé de certains écosystèmes – elles permettent par exemple à certaines créatures marines de se déplacer en direction de la rive, de se nourrir ou encore de se reproduire. Notamment, dans la mer de Chine du Sud, ce processus contribue à maintenir un système de récifs coralliens vaste. Les vagues contribuent également à diffuser la chaleur de la surface de l'océan dans les profondeurs, un paramètre important dans la modélisation du climat. Ces études sont également importantes pour mieux prévoir les impacts sur les activités de l'homme et notamment pour l'industrie pétrolière et gazière en mer de Chine.

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