À l’origine des courants marins, de surface ou de profondeur, il y a les vents ainsi que les différences de température et de salinité entre les masses d’eau marines.

Les courants marins de surface sont provoqués par les vents qui, par frottement, entraînent l’eau, les effets se faisant sentir sur quelques dizaines de mètres de profondeur.

Par ailleurs, des masses d’eau s’enfoncent vers les profondeurs et en remontent lorsque l’eau change de densité, en raison de :

• son réchauffement ou de son refroidissement ;
• son changement de salinité : celle-ci augmente avec l’évaporation et diminue avec un apport d’eau douce (pluie et eau venant des continents). Elle augmente aussi dans l’eau restée liquide sous une eau qui gèle et libère du sel.

La salinité et le froid augmentent tous deux la densité de l’eau qui plonge alors au fond des mers jusque vers – 3 000 m de profondeur. C’est la circulation thermohaline. On peut considérer que ces courants servent de moteurs à une partie de la circulation océanique globale. On parle de forçage thermique et halin. Toutefois, il a été estimé que ce seul forçage n’expliquait pas le maintient de la circulation, en effet les vents et marées y contribuent. C’est pourquoi la notion de circulation méridienne de retournement, ou MOC (Meridional Overturning Circulation), s’est substituée à celle de circulation thermohaline (voir ci-dessous : la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique ou Amoc).

Les courants de surface et les courants profonds sont interconnectés formant des cycles d’échelle planétaire. Il existe un cycle majeur débutant par les eaux de surface de l’Atlantique nord, qui s’enfoncent dans les régions arctiques en formant un courant profond, celui-ci rejoignant les eaux froides et salées tournant autour de l’Antarctique. Ces deux courants s’unissent en une seule masse d’eau, qui donne rapidement deux branches : l’une s’engageant dans l’océan indien et l’autre poursuivant sa route vers l’est, pour finalement rejoindre le Pacifique.

Ces deux courants s’étant réchauffés sous les tropiques, ils refont surface et forment deux boucles, l’une dans l’océan Indien, l’autre dans l’océan Pacifique. Ces eaux chaudes, sorties de leurs boucles, reviennent vers l’ouest, rejoignant l’Atlantique, puis remontent vers le nord. Finalement, les eaux chaudes terminent un cycle en remplaçant les eaux de l’Arctique, qui s’enfoncent en raison de leur densité. Un nouveau cycle commence. Une goute d’eau qui emprunterait ces courants, effectuerait le cycle complet en plus de 1 000 ans.

Il n’y a que deux endroits au monde où apparaissent ces courants : au nord dans l’Arctique et, pour une faible part, au sud en Antarctique. Ils donnent les courants profonds Nord-Atlantique et Antarctique.

Les eaux liquides de surface de l’Arctique (mer de Norvège et mer du Labrador), sont très salées, en raison du sel non piégé par la glace de la banquise et par l’apport des eaux de surface du Gulf Stream, très salées. Ces eaux denses plongent vers les fonds océaniques et alimentent un courant froid et profond qui rejoint celui de l’Antarctique.

La zone de confluence des courants froids du nord est appelée le gyre subpolaire de l’Atlantique Nord, dont le courant du Labrador est la composante qui se dirige vers le sud, en passant sous la surface chaude du Gulf Stream.

Ce courant se forme entre avril et octobre, c’est-à-dire lors des automnes et hivers australs, lorsque les eaux de surface gèlent, relâchant alors du sel qui augmente la densité des eaux sous-jacentes non gelées.

Le déplacement thermohalin de ces masses d’eau est deux à trois fois moins intense que celui ayant lieu au nord de l’Atlantique.

Comme il est difficile de séparer la circulation engendrée par les gradients de densité seuls (circulation thermo-haline Atlantique) des autres sources de mouvement des masses d’eau (vent ou marées), les scientifiques préfèrent utiliser une notion plus représentative de la complexité : la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (Amoc, pour «Atlantic Meridional Overturning Circulation“). L’Amoc est un réseau de circulation océanique globale qui transporte la chaleur dans le monde entier et qui, entre autre, amène de l’eau chaude en Europe depuis les tropiques.

Les mouvements de surface participent à la régulation du climat. Par exemple, les masses d’eau chauffées par le rayonnement solaire près de l’équateur transfèrent leur chaleur à l’atmosphère sous des latitudes où l’atmosphère est plus froide.

Le Gulf Stream qui est une branche de l’Amoc, est un courant qui prend sa chaleur dans le Golfe du Mexique. Il donne naissance à deux grands courants de surface chauds, la dérive nord-atlantique et le gyre sub-tropical.

Cette branche remonte l’Atlantique jusqu’aux côtes nord-ouest de l’Europe, où les eaux rendent à l’atmosphère la chaleur emmagasinée, contribuant au climat tempéré de l’Europe de l’ouest. Subissant une importante évaporation, ces eaux se concentrent en sel. Elles se déplacent ensuite vers les régions polaires où elles se mélangent avec les eaux froides de l’Atlantique Nord, auxquelles elles apportent un surplus de sel.

Les masses d’eau qui se déplacent sont imposantes. Au début de son parcours, le Gulf Stream fait jusqu’à 150 kilomètres de large et plusieurs centaines de mètres de profondeur, la température de l’eau est de 30 à 35 °C et sa vitesse entre 100 et 150 km/jour. Arrivé au Groenland, la vitesse chute à 8 km/jour et la température à 25 °C. À l’extrême nord, les eaux du Gulf Stream ont une salinité très élevée (35,25 %).

Il existe aussi une entrée et une sortie au niveau du Détroit de Gibraltar entre l’océan Atlantique et la mer Méditerranée. Des eaux de surface peu salées à 16 °C entrent en mer Méditerranée. Des eaux profondes salées à 13 °C, en sortent apportant de l’eau salée au Gulf Stream.

Le gyre subtropical est un courant de surface chaud qui circule dans le sens des aiguilles d’une montre, c’est-à-dire qu’il descend vers les côtes de l’Afrique de l’ouest. Poursuivant sa rotation, il remonte et longe les côtes de l’Amérique centrale, en direction du Golf du Mexique.

Avec le réchauffement atmosphérique, on assiste actuellement à la fonte des glaciers continentaux (Labrador et Groenland), donc à un apport d’eau douce de plus en plus important, là où les eaux denses plongent. On peut s’attendre aussi à une augmentation de la pluviométrie aux hautes latitudes (notamment dans le nord de l’Europe et du Canada), donc à des apports d’eau douce supplémentaires sur l’Atlantique Nord. Ces deux apports diminuent de façon importante la salinité des eaux, donc leur densité, limitant alors la naissance des courants profonds et freinant leur circulation en direction du sud.

Ce ralentissement de la circulation thermohaline affaiblit globalement le système de courants pouvant laisser présager à certains scientifiques un ralentissement de l’Amoc et de la branche du Gulf Stream, et de fortes baisses des températures (de 1 à 2 °C en moyenne) des régions côtières de l’Atlantique Nord, c’est-à-dire de la Grande-Bretagne, au Portugal. En fait, c’est l’ensemble du système des courants de l’océan Atlantique qui est au bord de la rupture et le point de basculement pourrait être proche. Certains scientifiques évoquent quelques dizaines d’années.

C’est le type de baisse qui sévirent lors du Petit âge glaciaire en Europe occidentale au 17^e siècle. En 2018, ces prévisions semblent être confirmées. Mais, dans ce cas, la température moyenne de la planète augmentant malgré tout, ce scénario impliquerait un réchauffement de l’hémisphère sud.

Une autre conséquence du ralentissement des courants profonds pourrait être une diminution du transport vers les grandes profondeurs du dioxyde de carbone (CO₂) solubilisé en surface, limitant son absorption par les océans et, par conséquent, contrariant les efforts des hommes pour limiter la quantité de CO₂ dans l’atmosphère.

En quelques années, des modifications importantes des courants thermohalins auraient des conséquences obligatoires sur nos ressources alimentaires marines (ressources halieutiques), par le biais des perturbations des chaînes alimentaires océaniques. Plus indirectement, les échanges thermiques entre les océans et l’atmosphère se modifiant, les changements climatiques consécutifs bouleverseraient toutes nos productions agricoles continentales.

Les courants de surface des grands océans, combinés aux vents, déterminent d’immenses tourbillons marins, les vortex ou gyres, où s’accumulent inexorablement une partie importante des déchets plastiques du monde entier. Au fil des années se forment des couches de détritus pouvant atteindre plusieurs mètres d’épaisseur et couvrant des surfaces grandes comme la France. Ces zones poubelles, encore mal connues, représentent un problème écologique important.

On comprend bien que le facteur initial qui déstabilise tout ce système de courants, ce dernier étant à l’origine très stable, est le réchauffement atmosphérique et donc l’augmentation du taux atmosphérique de gaz à effet de serre (GES) d’origine anthropique. C’est donc le point sur lequel il faut agir comme pour beaucoup d’autres impacts anthropiques (érosion de la biodiversité. Tous ces impacts interagissent. Il est donc intéressant de réfléchir aux conséquences, autres que climatiques qu’aurait un tel ralentissement de l’Amoc.