Pourquoi la mer est salée

Prenez une gorgée d'eau de mer, vous la recrachez aussitôt. Prenez une gorgée dans le fleuve qui se jette dix kilomètres plus loin, elle est fade. Pourtant, c'est bien ce fleuve, et des milliers d'autres, qui remplissent l'océan. Comment de l'eau douce versée en continu finit-elle par former la plus grande étendue salée de la planète ? Le paradoxe est plus retors qu'il n'y paraît, et sa réponse traverse la géologie, la chimie et le temps long.

La question "pourquoi la mer est salée" fait partie de ces colles d'enfant auxquelles peu d'adultes savent répondre correctement. La réponse spontanée, "l'eau s'évapore et laisse le sel", n'est qu'un tiers de l'histoire, et pas le premier. Avant l'évaporation, il faut expliquer d'où sort ce sel. Or il ne vient pas de la mer. Il vient de la terre ferme, sous vos pieds.

D'où vient le sel de la mer ?

Tout commence avec la pluie. En traversant l'atmosphère, l'eau de pluie dissout un peu de dioxyde de carbone et devient légèrement acide. Rien de spectaculaire, un pH à peine sous la neutralité, mais suffisant pour ronger lentement la roche sur laquelle elle tombe. Cette acidité douce arrache aux minéraux des continents des atomes chargés, les ions: sodium, chlore, calcium, magnésium, potassium. Le sodium et le chlore sont précisément les deux qui, une fois recombinés, forment le sel de table que vous avez dans votre cuisine.

Ces ions libérés ne restent pas sur place. La moindre goutte de ruissellement les emporte vers un ruisseau, puis vers une rivière, puis vers un fleuve. Et tous les fleuves finissent au même endroit. Selon la NOAA, l'agence océanique américaine, les cours d'eau du monde entier déversent chaque année environ 4 milliards de tonnes de sels dissous dans les océans. L'érosion des roches est donc la vraie source du sel marin. La mer est salée parce que les continents se dissolvent, molécule par molécule, depuis des milliards d'années.

Le sel de l'océan, ce sont des montagnes dissoutes goutte à goutte et rincées vers la mer par toutes les rivières du monde.

Pourquoi les rivières ne sont-elles pas salées, elles ?

Voilà le cœur du paradoxe. Si les rivières transportent le sel, pourquoi leur eau reste-t-elle douce ? La réponse tient en un mot: le renouvellement. Une rivière contient bel et bien des sels dissous, mais en concentration ridicule, quelques dizaines de milligrammes par litre là où la mer en compte des dizaines de grammes. Et surtout, son eau ne stationne jamais. Elle coule, elle se vide, elle se remplit de pluie fraîche. Le sel qu'elle transporte ne fait que passer, il file vers l'aval avant d'avoir pu s'accumuler.

L'océan, lui, est un cul-de-sac. L'eau qui y arrive n'en repart que d'une seule façon: en s'évaporant sous le soleil. Or l'évaporation est un tri sélectif impitoyable. Seules les molécules d'eau, légères, s'élèvent dans l'air pour former les nuages. Le sel, lui, est incapable de s'évaporer: il reste dans le bassin. L'eau douce s'échappe, revient en pluie sur les terres, dissout de nouvelles roches, et rapporte encore du sel. À chaque tour de ce cycle, la mer garde le sel et rend l'eau. Multipliez ce mécanisme par des centaines de millions d'années, et vous obtenez un océan à 35 grammes de sel par litre.

Il existe une seconde source, plus discrète, que les manuels d'école oublient souvent: les sources hydrothermales du fond des océans. Le long des dorsales océaniques, l'eau de mer s'infiltre dans la croûte, chauffe au contact du magma, se charge en minéraux et rejaillit par des cheminées sous-marines. Ce circuit interne apporte lui aussi des sels. Il est si actif que, selon la NOAA, l'équivalent de tout le volume des océans pourrait le traverser en 10 à 20 millions d'années.

Pourquoi la salinité ne cesse-t-elle pas d'augmenter ?

Une question logique surgit alors. Si le sel arrive sans arrêt et ne s'évapore jamais, la mer ne devrait-elle pas devenir de plus en plus salée jusqu'à saturation ? Ce serait le cas si rien ne repartait. Mais le sel a aussi des sorties. Certains ions se collent aux particules qui coulent et se retrouvent piégés dans les sédiments du fond. D'autres sont absorbés par des organismes marins qui fabriquent coquilles et squelettes. Le sel s'accumule aussi dans d'immenses gisements quand des mers anciennes se sont asséchées, ces couches de sel gemme qu'on exploite aujourd'hui dans les mines.

Résultat, la mer a atteint un équilibre. Ce qui entre par les fleuves et les sources hydrothermales est à peu près compensé par ce qui sort vers les sédiments et les roches. La salinité globale des océans est stable depuis des centaines de millions d'années, autour de ces 35 grammes par litre. Le chlore et le sodium dominent nettement le mélange: à eux deux, ils forment près de 85 % des ions dissous dans l'eau de mer. Le reste est un cocktail de magnésium, sulfate, calcium et potassium.

Pourquoi certaines mers sont-elles beaucoup plus salées ?

Toutes les mers ne se valent pas sur la balance du sel, et les écarts racontent la même mécanique. La mer Morte, entre Israël, la Jordanie et la Cisjordanie, avoisine les 340 grammes de sel par litre, soit près de dix fois la moyenne océanique. La raison est limpide une fois qu'on a compris le cycle: la mer Morte est alimentée par le Jourdain mais n'a aucun exutoire. L'eau n'a nulle part où aller, sauf en l'air. Sous le soleil brûlant du Proche-Orient, elle s'évapore intensément et abandonne son sel sur place, année après année. C'est le même piège que l'océan planétaire, mais poussé à l'extrême dans une cuvette fermée. Cette densité extraordinaire, environ 1 240 grammes par litre d'eau, est ce qui permet à un baigneur de flotter comme un bouchon, incapable de couler.

À l'inverse, la Baltique est l'une des mers les moins salées du globe, parfois sous les 10 grammes par litre. Elle reçoit énormément d'eau douce de ses fleuves et de la fonte, tout en étant presque fermée sur la mer du Nord. Beaucoup d'apport doux, peu d'évaporation dans un climat froid: la recette exactement inverse de la mer Morte. Entre ces deux extrêmes, chaque mer trouve sa salinité selon un simple bilan entre ce qu'elle reçoit d'eau douce et ce que le soleil lui reprend.

Combien de sel y a-t-il vraiment dans l'océan ?

Reste à prendre la mesure du total, et c'est là que le chiffre devient vertigineux. Si l'on pouvait retirer d'un coup tout le sel dissous dans les océans et l'étaler uniformément sur les terres émergées de la planète, on obtiendrait une couche d'environ 150 mètres d'épaisseur, la hauteur d'un immeuble de quarante étages. Ce calcul, relayé par le service géologique américain (USGS), donne le vrai poids de l'affaire: on parle de dizaines de millions de milliards de tonnes de sel en suspension dans l'eau.

Cette montagne invisible n'est pas tombée du ciel. Elle est le bilan patient de milliards d'années d'érosion, un immense reçu de tout ce que les continents ont perdu et que la mer a gardé. Chaque pincée de sel qui pique votre bouche quand une vague vous surprend a d'abord été un morceau de roche, quelque part, un jour, il y a très longtemps.

Une gorgée d'eau de mer, une leçon de géologie

Ce qui rend cette question savoureuse, c'est qu'elle relie l'ordinaire au colossal. Un simple bain de mer devient une fenêtre sur le cycle de l'eau, l'érosion des montagnes, la chimie des ions et le temps géologique. On croyait poser une question d'enfant, et on repart avec un morceau du fonctionnement de la planète. C'est exactement le genre de fait qui, une fois compris, ne se déloge plus: la prochaine fois qu'on vous demandera pourquoi la mer est salée, vous ne répondrez plus "à cause de l'évaporation", mais "à cause des continents qui se dissolvent depuis quatre milliards d'années".

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