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Si vous avez déjà flotté sur la houle de l'océan,
vous savez que la mer se déplace constamment.
Prenez du recul
et vous verrez le phénomène dans sa globalité:
notre terre, couverte à 71 %d'eau
qui se déplace en un seul courant énorme autour de la planète.
Cet impressionnant tapis roulant mondial
a de nombreux pilotes complexes,
mais derrière tout ça, il n'y a qu'une simple pompe
qui déplace l'eau sur toute la Terre.
Le processus s'appelle « circulation thermohaline » ,
et il est régit par un concept de base :
le gradient de concentration.
Quittons l'océan un instant
et imaginons que nous soyons dans une salle vide
avec beaucoup d'aspirateurs robots
agglutinés dans un coin.
Allumez-les tous en même temps:
les machines glissent vers l'extérieur,
se cognent et s'éloignent les unes des autres
jusqu'à ce que la pièce soit remplie
d'une distribution d'objets régulièrement espacés.
Les machines se sont déplacées
de manière aléatoire vers l'équilibre,
un lieu où la concentration d'une substance
est équitablement répartie.
C'est ce qui se passe le long d'un gradient de concentration,
tandis que les substances se déplacent passivement d'une concentration
forte ou entassée,
vers une concentration faible, plus confortable.
Quel est le rapport avec les courants océaniques
et la circulation thermohaline ?
Thermo signifie température,
et haline signifie sel
parce que dans la réalité du monde de la mer,
la température et la salinité régissent le changement
des concentrations fortes vers les concentrations faibles.
Nous allons vous ramener dans l'océan
pour voir comment ça marche.
Paf !
Vous êtes transformé en molécule d'eau à la surface
au large de la côte tempérée de New York,
entouré d'un tas d'autres molécules chahuteuses.
Ici, les rayons du soleil agissent comme un stimulant
qui vous amène, ainsi que les autres molécules d'eau,
à des bousculades, à rebondir les unes sur les autres
comme les aspirateurs robots le faisaient.
Plus vous vous étalez,
et plus la concentration en molécules d'eau
diminue à la surface.
Par le biais de ce mouvement passif,
vous passez d'une concentration élevée
à une concentration plus faible.
Mettons de côté les lois de la physique un moment,
et prétendons que votre moi moléculaire
peut plonger au plus profond dans la colonne d'eau.
Dans ces profondeurs plus froides,
le manque de chaleur solaire
rend les molécules d'eau atones,
ce qui signifie qu'elles peuvent rester
tranquillement à des concentrations élevées.
Aucune bousculade ici.
Mais elles cherchent à échapper
à l'entassement où elles se trouvent,
elles se mettent vite à se déplacer vers le haut
vers la situation plus spacieuse à la surface.
Voilà comment la température
entraîne un déplacement des molécules d'eau
de concentrations élevées à des concentrations faibles,
vers l'équilibre.
Mais l'eau de mer n'est constituée que de H²O.
Elle contient aussi beaucoup d'ions salins.
Et comme vous, ces gars-là désirent vraiement
un immobilier spacieux.
Quand le soleil réchauffe la mer,
certains de vos collègues molécules d'eau
s'évapore de la surface,
augmentant la proportion de sel par rapport à H²O.
Les ions de sels entassés laissés pour compte
remarquent que plus bas,
les molécules de sel semblent profiter de plus d'espace.
Et ainsi une invasion commence,
comme ils descendent eux aussi dans la colonne d'eau.
Dans les régions polaires,
on voit comment ce petit processus local
affecte le mouvement mondial.
Dans l'Arctique et l'Antarctique,
où des plaques de glace décorent la surface de l'eau,
il y a peu de différence de température
entre les eaux superficielles et profondes.
Tout ça est plutôt froid.
Mais la salinité est différente,
et dans ce scénario,
c'est ce qui déclenche l'action.
Ici, les rayons du soleil font fondre la glace de surface,
et déposent une nouvelle charge de molécules d'eau
dans la mer.
Ce qui augmente non seulement la proximité
entre vous et d'autres molécules d'eau,
vous laissant encore une fois en lice pour l'espace,
mais ce qui dilue aussi inversement
la concentration des ions de sels.
Et donc, vous descendez
le long du gradient de concentration
vers des conditions plus confortables.
Pour les ions de sels, cependant,
leur concentration inférieure à la surface,
agit comme une publicité
pour les masses vociférantes de molécules de sel en dessous,
qui commencent leur ascension.
Dans les régions tempérées et polaires,
ce mouvement passif le long d'un gradient de concentration,
peut engendrer un courant.
Et c'est le point de départ
du tapis roulant mondial
qu'on appelle circulation thermohaline.
Voilà comment un simple concept
devient le mécanisme qui se cache derrière
l'un des plus grands
et des plus importants systèmes sur notre planète.
Et si vous regardez autour,
vous verrez qu'il se produit partout.
Allumer une lampe, et il est là.
Les gradients de concentration régissent
le flux d'électricité,
permettant aux électrons écrasés ensemble dans un seul espace
de se rendre dans une zone de plus faible concentration
lorsqu'un canal est ouvert,
ce que vous faites en basculant un interrupteur.
À l'heure actuelle, en fait, il y a une action de gradient en cours
à l'intérieur de vous quand vous inspirez de l'air dans vos poumons,
ce qui laisse l'oxygène concentrée dans cet air
sortir passivement de vos poumons
et entrer dans votre circulation sanguine.
Nous savons que le monde est rempli
de problèmes physiques complexes,
mais parfois la première étape
pour les comprendre peut être simple.
Ainsi, lorsque vous êtes face à l'ampleur
des courants océaniques,
ou que vous essayez de comprendre comment l'électricité fonctionne,
souvenez-vous, ne paniquez pas.
Comprendre peut être aussi simple que de basculer un commutateur.