Petite océanographie 

On peut faire court - et cette réponse est à la fois la légitimation et le fondement de la « science de la mer » : parce que sa simple existence fait de la Terre ce qu'elle est - une planète qui permet la vie. Sans la mer, il n'y a pas de vie - et sans vie, pas de questions comme celle-ci.

Mais nous voulons aussi aller un peu plus loin : La mer est saine parce qu'elle exerce un effet psychohygiénique sur les hommes. Alors que l'agitation, le bruit, les gaz d'échappement, la pollution lumineuse accompagnent quotidiennement les hommes modernes que nous sommes, la santé psychosociale est un aspect important, au moins aussi important que la santé physiologique et somatique ; les deux sont étroitement liées. 

Dans son essai « Les grandes villes et la vie intellectuelle » (1903), le sociologue Georg Simmel avait déjà décrit très tôt les phénomènes psychosociaux de la vie urbaine et mis en garde contre leurs risques pour la santé : la multitude de personnes, la brièveté et la rareté des rencontres personnelles, la fugacité et l'arbitraire, l'alternance et la superficialité des contacts sociaux qui en découlent, l'insensibilité aux différences et le caractère marchand du monde des choses et du monde social réduisent l'importance de l'individu, qui n'est plus perçu comme une personnalité unique, mais souvent comme un « grain de poussière » que l'on ne peut pas voir, selon le sociologue. 

En revanche, le séjour sur la côte, dans ou sur l'eau a quelque chose de libérateur et de bienfaisant, car il nous permet de nous percevoir en tant qu'individu par rapport à la nature. Cela est lié aux stimuli qui agissent sur nous : la lumière et donc les couleurs sont plus intenses, les bruits et les mouvements ne sont certes pas toujours faibles, mais harmonieux ; l'air frais, légèrement ou fortement agité, l'odeur est distinctement fraîche et caractéristique. 

Mais les sensations ressenties lors d'une promenade au bord de la mer ont également un autre effet, peut-être intimidant au départ : de nombreuses personnes ressentent également de la peur face à l'immensité et à la profondeur, face aux forces indomptées de la mer. Ces peurs ou le respect des forces de la nature ont finalement aussi un effet positif sur la santé psychosociale, car dans la vie quotidienne, avec ses surcharges de stimuli de toutes sortes, nous ne refoulons que trop volontiers, souvent et facilement nos peurs. Notre monde perceptible - du moins dans les pays industrialisés - nous donne l'impression d'un environnement sûr qui se déroule indépendamment de la nature et qui la domine même. Au bord ou sur la mer, nous prenons conscience que nous ne sommes qu'un « grain de sable ». Ce classement dans le monde vivant nous fait du bien. 

Bien sûr, la « matière » a aussi un effet sur la santé. Mais nous y reviendrons plus tard...

Le sel date de l'époque où, après le refroidissement et la solidification de la croûte terrestre, s'est formée la première enveloppe d'eau, l'océan primitif. Depuis, deux processus contradictoires agissent sur la salinité : lorsque des matériaux sédimentaires pénètrent dans le sous-sol géologique au fond de la mer, le sel migre avec eux.

Parallèlement, la mer est constamment alimentée en sel par l'altération des roches. Ces deux processus ont été plus ou moins prononcés selon les époques géologiques. Si la formation des montagnes ou la fixation géologique des sels était plus active que l'érosion, qui apportait du sel à la mer, la salinité de l'eau de mer était plus faible. Inversement, la salinité était plus élevée lorsque l'apport de sel par l'érosion était supérieur à la perte par la formation de montagnes.

Mais le climat et la forme ou la profondeur des océans influencent également la salinité : il y a 270 millions d'années, la salinité était probablement plus élevée qu'aujourd'hui, car à cette époque, une grande quantité d'eau de mer s'évaporait dans les zones peu profondes, de sorte que la salinité était d'environ 42 g par litre d'eau de mer. Aujourd'hui, elle est en moyenne de 34,7 g/l. 

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Recensement dans la mer 

La diversité des mers semble infinie, l'écosystème lui-même est encore aussi inconnu que la face cachée de la lune. Mais nous devinons déjà sa sensibilité et son importance pour l'homme, en particulier lorsque des conséquences dont l'homme est responsable, comme l'élévation du niveau de la mer, entraînent des préjudices directs pour la civilisation et l'économie. C'est pourquoi le recensement de la vie marine, qui a eu lieu entre 2000 et 2010, n'était pas seulement une entreprise scientifique, mais aussi une tâche sociale de premier ordre. 

Dans le cadre d'une action concertée de 80 États et de 2.700 scientifiques, qui ont investi énormément d'infrastructure, d'argent et de travail, le « Census » devait collecter des informations fondamentales sur les bases biologiques des océans : quelle est l'étendue de la biodiversité, quelles espèces vivent où et quel est leur avenir - sur une planète de plus en plus accaparée par l'homme ? Quelle est l'influence des espèces elles-mêmes sur l'écosystème marin et sur l'homme ? 

Le « Census » n'a toujours pas pu donner de chiffre concret sur les espèces et les types de vie existant réellement dans l'océan. Mais le nombre d'espèces animales connues dans l'océan est passé de 230.000 à près de 250.000 et une extrapolation a permis d'obtenir au total au moins un million d'espèces et des dizaines, voire des centaines de millions d'espèces microbiennes.

Ce que les circuits imprimés sont aux ordinateurs, la biodiversité l'est à la biotechnologie.

L'impressionnante biodiversité constitue l'une des bases du prochain grand cycle économique, que des économistes renommés voient dans la biotechnologie et la nanotechnologie ainsi que dans les compétences en matière de santé. Nous n'utilisons déjà qu'une infime partie de cette richesse pour l'alimentation ou la fabrication de cosmétiques - généralement de manière peu durable et moyennement intelligente, comme le montre l'exemple de la surpêche de nombreux stocks de poissons. La biodiversité porte en elle le potentiel pour le traitement de maladies de toutes sortes et pour des mesures de santé préventives. Les chiffres produits par le « Census » permettent également de calculer la valeur économique de ce potentiel : 

Rien que la valeur des produits thérapeutiques contre le cancer qui dorment encore inexploités dans les organismes marins est estimée jusqu'à 4 billions d'euros (Erwin et al. 2010). Si l'on considère la part des préparations oncologiques dans le marché pharmaceutique global, le potentiel économique devrait s'élever à 60 billions d'euros. Attention : ce calcul n'inclut pas l'utilisation des ressources marines vivantes comme aliments (ou compléments alimentaires) et pour les produits cosmétiques, biotechnologiques ou médicaux. Le potentiel économique devrait donc être bien plus élevé. À titre de comparaison, la valeur du pétrole dans les gisements de la Terre (environ 300 milliards de barils), peut être estimée à 25 billions d'euros. 

L'objectif d'oceanBASIS, l'entreprise qui a inventé la cosmétique naturelle marine « Oceanwell », est d'utiliser durablement ce trésor pour la santé. La connaissance de la composition matérielle de cette biodiversité, mais aussi des interactions entre les organismes et les molécules ainsi que de leur utilisation durable, est la clé de ce coffre aux trésors.

Dans son livre « La géométrie fractale de la nature », le théoricien du chaos Benoit Mandelbrot a décrit le phénomène suivant : 

Si nous considérons la structure grossière des côtes, c'est-à-dire les grandes baies et les mers secondaires, leur longueur est nettement plus faible que si nous considérons également les baies plus petites. Si l'on prenait également en compte les contours des petits cailloux et des grains de sable individuels et même les atomes ou les structures subatomiques, la ligne côtière serait presque infinie. 

Mandelbrot n'a utilisé le problème de la détermination de la longueur des côtes que comme point de départ pour montrer une possibilité d'application des fractales. De nombreux non-scientifiques ont cependant vu dans l'article une preuve que la longueur de la côte devient arbitraire si elle est déterminée avec suffisamment de précision. 

Cependant, l'application pratique de cette approche n'a aucun sens dans le monde réel, car la définition de la ligne de côte ne peut pas être déterminée avec une précision arbitraire en raison de la variation du niveau de l'eau. 

Dans la nature, l'autosimilarité des structures ne s'applique qu'à un nombre limité de niveaux et non à des structures infiniment petites. C'est également pour cette raison que l'on ne peut pas conclure que les lignes côtières sont infiniment longues. 

Dans la pratique, on s'aide de la définition des échelles :
en regardant les continents, on obtient les valeurs suivantes pour une échelle moyenne de 1:200.000 : 

• Europe 37.200 km 
• Asie 70.600 km 
• Australie 19.500 km 
• Amérique 104.200 km 
• Afrique 30.500 km 
• Antarctique 24.300 km

In seinem Buch "Die fraktale Geometrie der Natur" hat der Chaostheoretiker Benoit Mandelbrot folgendes Phänomen beschrieben:

Betrachten wir die grobe Struktur der Küsten, also große Buchten und Nebenmeere, so ist deren Länge wesentlich geringer als wenn wir uns auch die kleineren Buchten anschauen. Würde man auch die Umrisse einzelner Steinchen und Sandkörner in die Betrachtung einbeziehen und gar Atome oder subatomare Strukturen, wäre die Küstenlinie nahezu unendlich.

Mandelbrot benutzte das Problem der Bestimmung von Küstenlängen nur als Ausgangspunkt, um eine Anwendungsmöglichkeit für Fraktale zu zeigen. Viele Nichtwissenschaftler sahen in dem Artikel jedoch einen Beweis, dass die Küstenlänge beliebig groß wird, wenn sie genau genug bestimmt wird.

Allerdings hat die praktische Anwendung dieser Betrachtungsweise schon deshalb in der realen Welt keinen Sinn, da die Definition der Küstenlinie wegen des veränderlichen Wasserstandes nicht beliebig genau bestimmbar ist.

In der Natur gilt die Selbstähnlichkeit von Strukturen nur für eine begrenzte Anzahl von Stufen und nicht bis in unendlich kleine Strukturen. Auch deshalb kann man nicht schließen, dass Küstenlinien unendlich lang sind.

In der Praxis behilft man sich mit der Definition der Maßstäbe:
Mit Blick auf die Kontinente ergeben sich bei einem mittleren Maßstab von 1:200.000 folgende Werte:

• Europa 37.200 km
  
• Asien 70.600 km
  
• Australien 19.500 km
  
• Amerika 104.200 km
  
• Afrika 30.500 km
  
• Antarktis 24.300 km

Les marées sont provoquées par les forces d'attraction (principalement) de la lune. 

La forme et la profondeur des différentes régions maritimes déterminent la forme de l'onde de marée. Le fait que la lune et le soleil semblent se déplacer entre les tropiques du Nord et du Sud au cours de l'année est déterminant. Par rapport au plan équatorial de la Terre, ils forment des angles de 23,5 degrés maximum (aux solstices d'été et d'hiver) et de 28,5 degrés maximum (aux solstices d'été et d'hiver). 

Cette déclinaison a un impact sur l'onde de marée :
Lorsque les déviations angulaires du soleil et de la lune coïncident, on observe, surtout en été et en hiver, une forme de marée d'un jour avec un rythme de 24 heures. Et ce, surtout aux latitudes moyennes, par exemple dans le golfe de Thaïlande, le golfe du Mexique, la mer de Chine méridionale et la mer de Java. Dans d'autres régions maritimes, on observe des formes mixtes, par exemple deux marées hautes et basses d'intensité différente, ou avec deux marées hautes d'intensité inégale.

Les océans jouent un rôle crucial dans le système climatique mondial. Ils contiennent 50 fois plus de CO2 que l'atmosphère et absorbent chaque année un tiers du gaz à effet de serre produit par l'homme. 

Les océans atténuent ainsi l'effet de serre, mais ils modifient en même temps la chimie de la mer - la valeur du pH diminue, c'est-à-dire que l'eau devient plus acide. Cela a de graves conséquences pour les êtres vivants qui vivent dans la mer. Les effets sont évidents pour les organismes marins qui ont une coquille calcaire, car celle-ci se dissout ou se forme moins bien dans une eau au pH plus faible. Les coraux sont menacés, mais les algues calcaires sont également touchées.

Les scientifiques estiment que d'ici 2100, la production de calcaire dans les océans aura diminué de 60 à 70% par rapport à l'ère préindustrielle. Mais comme les algues calcaires libèrent du CO2 dans l'eau de mer lorsqu'elles construisent leur coquille, il en résulte un effet inverse. Moins d'algues calcaires signifie moins d'émission de CO2. Il y a donc plus de place dans le réservoir océanique pour l'absorption du CO2 de l'atmosphère.

Algen wirken dem Klimawandel entgegen – könnte diese These wahr sein? Algen spielen nämlich eine Hauptrolle bei der CO2-Reduzierung. Genau wie Landpflanzen nehmen sie CO2 aus der Luft auf und produzieren gleichzeitig Sauerstoff. Diesen Prozess kennen wir alle noch aus dem Biologie-Unterricht: die Photosynthese.

Wenn man nun unsere Erde betrachtet und erkennt, wie viele Teile davon Meere sind, erkennt man auch die enorme Menge an Algen. Und damit den Anteil, den sie an der CO2-Aufnahme bzw. Sauerstoffproduktion haben. Da wundert es nicht, dass in etwa jedes zweite Sauerstoff-Molekül einer Alge entspringt. Bei der Menge an Algen und ihrer beachtlichen Umsatzrate müssen Algen doch einen positiven Effekt auf den Klimawandel haben?

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