Le merveilleux mécanisme des marées
UNE journée au bord de la mer! L’enfant ne peut attendre plus longtemps. Il devance le reste de la famille et court entre les palmiers jusqu’à la plage. Mais il s’arrête net. Sur son visage, la joie fait place à la consternation.
“Papa! crie-t-il, la mer est partie! Où est toute l’eau?”
“Ne t’inquiète pas, répond le père, la marée est basse; après le déjeuner, tu verras la mer revenir.”
Un peu plus loin au large, de jeunes plongeurs sont comblés par la basse mer. Sans les vagues de la marée haute, le sable repose doucement sur le fond couvert d’une eau limpide et chaude. Près du récif entouré d’une eau peu profonde, couleur azur, les plongeurs contemplent avec émerveillement tout un monde de coraux, de coquillages, de plantes vertes et de poissons aux couleurs vives.
Deux heures ont passé; perché au sommet d’une falaise qui avance dans la mer, le petit garçon observe à présent la marée montante et les lames majestueuses qui viennent se briser sur les rochers, emplissant l’air d’embruns. Scrash! Une autre vague déferle toute chargée d’écume blanchâtre.
Fasciné par le spectacle grandiose de tant de puissance, l’enfant ne parvient pas à contenir sa curiosité.
“Papa, d’où vient toute cette eau? Pourquoi s’en va-t-elle et puis revient-elle?”
Sauriez-vous expliquer ce phénomène prodigieux? Qu’est-ce qui fait se déplacer ces milliards de tonnes d’eau jusqu’à une ligne qu’on peut délimiter par avance?
Un exploit incroyable
Pendant des milliers d’années le flux et le reflux quotidien de la mer ont constitué une énigme pour l’homme. Pour certains, c’était la terre qui respirait, et il a fallu un esprit comme Isaac Newton pour fournir une réponse. Sa thèse sur la gravitation comprend une explication sur le mouvement des marées.
Pour l’essentiel, les marées résultent de l’attraction gravitationnelle du soleil et de la lune sur la mer. Mais puisque la lune est plus proche de la terre, son action est plus de deux fois supérieure à celle du soleil. Elle attire l’eau directement au-dessous d’elle en un bourrelet. Au milieu des océans, cette amplitude n’a que trente centimètres de haut, mais en se propageant sur un socle continental, elle s’amplifie. Le flux (la marée montante) constitue alors un spectacle à ne pas manquer. C’est le cas en particulier dans la baie de Fundy, en Nouvelle-Écosse. En raison de la largeur de la baie et de la convergence des côtes, une combinaison unique, le marnage (écart de niveau entre haute et basse mer) peut atteindre 15 mètres. Lorsque la lune est au zénith, vous pouvez compter sur une marée haute.
Le mouvement de la lune engendre le déplacement des masses d’eau. La marée est descendante jusqu’à ce que la lune ait parcouru un quart de son orbite autour de la terre depuis votre position d’observateur. La marée atteint alors son niveau le plus bas. Puisqu’il faut à la lune 24 heures et 50 minutes pour décrire sa trajectoire autour de la terre, la marée basse se produit d’une manière générale six heures après la marée haute.
Peut-être vous demandez-vous pourquoi la marée basse a lieu lorsque la lune a parcouru un quart de sa trajectoire autour de la terre à partir de votre point d’observation au lieu de se produire quand la lune se trouve à l’antipode de ce point. Les lois de la gravitation nous fournissent de nouveau une réponse. En simplifiant les choses, disons que plus un objet est proche d’une source d’attraction, plus il est attiré vers cette source. Lorsque la lune provoque une marée haute à un endroit de la terre, les mers situées à l’antipode de ce point (à 12 800 km de là) subissent une force d’attraction beaucoup plus faible. Paradoxalement, les masses d’eau de cette zone forment un bourrelet presque identique à celui situé sous la verticale descendante de la lune.
Ainsi, quand la lune a parcouru la moitié de sa trajectoire autour de la terre, 12 heures 25 minutes après la première marée haute, vous serez témoin d’une seconde marée haute. Celle-ci sera suivie environ six heures plus tard par la marée basse quand la lune aura parcouru les trois quarts de sa course autour de la terre à partir de votre position. Dans la plupart des régions, il y a donc deux marées hautes et deux marées basses chaque jour, et elles se produisent avec un décalage de 50 minutes par rapport au jour précédent.
Mais rappelez-vous que le soleil exerce lui aussi une action sur la marée. Suivant leurs positions respectives, le soleil superpose son attraction à celle de la lune ou la contrarie. Toutes les deux semaines, au moment des nouvelle et pleine lunes, le soleil et la lune se trouvent dans le même axe, et leurs actions se combinent. Ces jours-là, les dénivellations sont les plus fortes, et on appelle ces phénomènes marées de vive-eau. Pendant les premier et dernier quartiers de lune, lorsque l’astre est en quadrature (sa distance angulaire par rapport au soleil est de 90°), nous assistons à des marées de morte-eau dont le marnage est réduit.
Une variété infinie
Bien que le soleil et la lune fournissent la force d’action des marées, la configuration côtière, le fond de la mer et d’autres facteurs déterminent l’aspect du phénomène dont les variantes sont infinies et strictement locales.
Si la côte est plate, à marée basse la mer se retire sur plusieurs centaines de mètres et laisse à découvert une grande plage. Le célèbre Mont-Saint-Michel, en Normandie, est à sec à marée basse et on peut s’y rendre en marchant sur le sable. Mais lors de certaines marées hautes, cette forteresse médiévale est complètement entourée d’eau, excepté une route construite pour la relier au continent. Aussi, la prochaine fois que vous parcourrez une longue distance sur une plage, pour aller explorer un récif, sachez à quelle heure est la pleine mer. Si le flux monte rapidement, vous risquez de vous trouver loin du rivage dans une trop grande profondeur d’eau.
Aux estuaires de l’Amazone au Brésil, de la Severn en Angleterre, et dans bien d’autres endroits encore, la marée montante se heurte au courant rapide du fleuve. Le niveau de la mer monte jusqu’à ce que le fleuve ne puisse plus la retenir. Alors, en une vague énorme, bouillonnante, pareille à un mur — le mascaret — l’eau se rue à contre-courant dans le fleuve. À l’embouchure du Chan-tang, en Chine, la barre peut atteindre près de 8 mètres.
Quelques îles du Pacifique n’ont qu’une marée haute et une marée basse par jour, au lieu de deux. Par ailleurs, dans certains endroits du golfe du Mexique, il y a deux marées hautes et deux marées basses pendant une partie du mois et, le reste du temps, seulement une marée haute et une marée basse. Cela s’explique par le fait que le mouvement de la lune autour de la terre a lieu sur un plan orbital différent du plan de l’équateur. Le centre de son attraction se déplace vers le nord et le sud en fonction d’une trajectoire qui change constamment. De plus, les grandes masses d’eau en mouvement possèdent par elles-mêmes une force d’impulsion. Tout cela modifie leurs réactions à l’influence du soleil et de la lune.
Bien que les marées diffèrent considérablement d’un littoral à l’autre, on peut prédire avec une grande exactitude et plus d’un an à l’avance le niveau qu’elles atteindront à un endroit donné. On publie ces renseignements dans l’annuaire des marées qui précise aussi quand le soleil et la lune seront le plus près de la terre et provoqueront les marées les plus hautes et les plus basses de l’année.
Ces différentes marées sont d’une aide certaine pour les remorqueurs de sauvetage. Ainsi, lorsqu’un navire échoue, il est souvent nécessaire d’attendre la prochaine marée de vive-eau pour le renflouer. Mais malheur au bateau qui s’envase pendant une marée de vive-eau! On risque de devoir l’abandonner là où il se trouve. Souvenez-vous de cette consigne: n’amarrez jamais votre bateau avec un cordage trop court à marée haute pendant les vives-eaux. Sinon, quand la mer se retirera, votre petit bateau sera peut-être encore là, bien amarré, mais suspendu et à sec.
Quand la mer est basse, au moment d’une marée de vive-eau, les pêcheurs réparent leurs nasses qui d’habitude sont à moitié submergées. En outre, ils sont en mesure d’enfoncer des pieux pour construire une nouvelle estacade ou de terminer des cales ou d’autres travaux de construction à proximité de l’eau. Les marées hautes apportent sur la plage du bois flottant que l’on peut façonner. En outre, ces marées sont utiles aux navires qui entrent et sortent des ports en toute sécurité. Enfin, l’homme apprend à se servir de l’énorme puissance de la marée pour produire de l’électricité.
Un témoignage silencieux
Vous êtes-vous déjà assis sur la plage au clair de lune, charmé par le doux murmure des vagues qui déferlent faiblement sur le sable? Promenez-vous le long de la mer, de préférence à l’aube. Sentez-vous le bruissement du sable fin entre vos orteils? Tout autour, seule l’empreinte de vos pas est visible. Au cours de la nuit, la mer a effacé les traces de la veille. On dirait que vous êtes le premier à fouler cet endroit. N’éprouvez-vous pas un profond sentiment de paix et de contentement?
Songez un peu. Tant de beauté et d’harmonie nous sont apportées silencieusement jour après jour par le soleil et la lune situés loin dans l’espace. Le mérite en revient-il seulement à ces deux astres? N’est-ce pas plutôt à Celui qui a établi les lois qui régissent le mouvement de ces corps célestes? Le phénomène merveilleux et toujours changeant des marées est un témoignage silencieux de l’amour et des égards de notre Créateur. Nous lisons en effet: “Ses qualités invisibles se voient distinctement depuis la création du monde, car elles sont perçues par l’intelligence grâce aux choses qui ont été faites, oui, sa puissance éternelle et sa divinité.” — Romains 1:20.
[Schémas, page 21]
(Voir la publication)
Marées de vive-eau
Soleil
Nouvelle lune
Attraction de la lune
Attraction du soleil
Marée haute
Marée basse
Terre
Marée basse
Marée haute
Attraction de la lune
Pleine lune
Chaque mois, à l’époque de la nouvelle et de la pleine lune, la terre, la lune et le soleil sont alignés, et l’action du soleil et de la lune se combine pour produire de très hautes et de très basses marées appelées marées de vive-eau.
Marées de morte-eau
Soleil
Attraction du soleil
Premier quartier
Attraction de la lune
Terre
Attraction de la lune
Dernier quartier
Lors du premier et du dernier quartier de lune, lorsque cet astre est en quadrature, l’amplitude de la marée est plus faible; ce sont des marées de morte-eau.