APPROCHES EXPERIMENTALES

Nous donnons ici quelques indications sur des approches expérimentales possibles sur ce thème tant dans leur contexte de mise en oeuvre que dans leur contenu.

1 - Variations des caractéristiques de l'eau de mer

L'observation d'images satellitales de l'Antarctique acquises au cours d'une même année mettent en évidence les fluctuations saisonnières de la banquise dont on peut évaluer la surface et donc déduire le volume d'eau changeant d'état chaque année.

Ces changements d'état modifient selon toute vraisemblance les propriétés physico-chimiques de l'eau résiduelle. Par ailleurs ils affectent des quantités de glace énormes. Les élèves sont amenés à proposer ces phénomènes en tant que moteur possible des circulations océaniques.

La vérification de cette hypothèse passe par une phase expérimentale. La recherche d'une variation de la concentration en sel de la glace par rapport à l'eau de mer les a amenés à imaginer les expériences suivantes :
- congélation partielle d'une eau de mer;
- séparation du glaçon et de l'eau résiduelle;
- comparaison de la salinité des deux types d'eau (résiduelle et fonte du glaçon) :

* méthodes de comparaison proposées
- tester la saveur
- peser le résidu en sel après évaporation
- mesurer le pH
- mesurer la densité des deux types d'eau et la comparer à celles de solutions témoins
- comparer leur conductivité.

Les expériences réalisées montrent que l'eau résiduelle est non seulement plus salée mais plus dense, ce qui a amené les élèves à supposer que les eaux antarctiques plongeaient le long du talus continental qui avait été mis en évidence à partir des profondeurs indiquées dans les données météo-navigation de la mission Erebus et sur le profil topographique.

L'étude des profils hydrologiques de la mission Erebus permet de constater que les eaux profondes sont effectivement plus salées, plus denses mais aussi plus froides que les eaux de surface. 

2 - Mise en évidence directe de courants

L'observation des profils hydrologiques obtenus au cours de la mission Erebus permet de caractériser des eaux dont la densité croît avec la profondeur. L'existence sur les profils de variations de salinité et de température amène à émettre des hypothèses sur l'influence de chacun de ces facteurs sur leur densité.

Propositions d'expériences pour valider l'influence de la température :
peser dans une fiole jaugée (peu dilatable) un litre d'eau entre 10 et 40°C

Montage mettant en évidence des courants entre des eaux de températures différentes.

Cette expérience montre le rôle de la température dans les mouvements océaniques