Il existe, sous la surface de nos océans, un immense réseau de courants marins qui transportent des masses d'eau absolument gigantesques. Ce processus, appelé « circulation thermohaline », repose sur des différences de masse volumique de l'eau, qui elles-mêmes sont liées à des différences de salinité et de température.
Partie 1. Influence de la salinité
La salinité d'une eau désigne la masse de sel dissous dans un litre de cette eau. Le tableau suivant donne les caractéristiques de quatre eaux différentes.
Eau douce | Eau à la surface de l'océan Atlantique nord | Eau à la surface de la mer Rouge | Eau à la surface de la mer Morte | |
Masse volumique à 20 °C (g/mL) | 1,00 | // | 1,04 | 1,24 |
Salinité | Nulle | 35 g de sel par litre | 55 g de sel par litre | 200 g de sel par litre |
Parmi les relations suivantes, laquelle permet de calculer la masse volumique \rho ?
Pour trouver la masse volumique de l'eau à la surface de l'océan Atlantique nord, on prélève un échantillon de 50,0 mL de cette eau et on mesure sa masse soit 51,2 g.
Quel est le calcul de la masse volumique de cette eau ?
D'après les données du tableau et le résultat de la question 2, comment la masse volumique évolue-t-elle en fonction de la salinité ?
La masse volumique d'une eau et sa salinité sont-elles des grandeurs proportionnelles ?
Partie 2. Influence de la température
Le graphique suivant montre l'évolution de la masse volumique de l'eau en fonction de sa température.
Comment la masse volumique évolue-t-elle en fonction de la température ?
Un ballon muni d'un tube monté sur un bouchon percé est rempli de 250,0 g d'eau à 15 °C. Le niveau de l'eau dans le tube est repéré au début de l'expérience. Le ballon est alors placé dans un récipient contenant de l'eau chaude à 45 °C.
Pourquoi l'observation expérimentale est-elle en accord avec le graphique précédent ?
Partie 3. Interprétation de la circulation thermohaline
L'adjectif « thermohaline » vient du grec thermos qui signifie « chaud » et halinos qui signifie « salé ». Les eaux chaudes de surface se déplacent de l'équateur vers le pôle Nord en se refroidissant. Dans les régions polaires, les eaux liquides de surface sont très salées car le sel n'est pas piégé par la glace. Ces eaux froides et très salées vont alors couler. Ensuite, elles repartent dans la direction inverse, vers l'équateur.
D'après les résultats des parties 1 et 2 du sujet, quelle explication peut-on donner de la phrase : « Ces eaux froides et très salées vont alors couler » ?