Pourquoi la mer est salée : un sel venu des roches continentales

La question a l’air enfantine, et elle a longtemps embarrassé les savants. Si les fleuves qui se jettent dans la mer sont de l’eau douce, d’où vient le sel ? Et pourquoi l’océan ne devient-il pas de plus en plus salé, puisque les rivières coulent sans relâche depuis des milliards d’années ? La réponse fait intervenir la pluie, les roches des continents, le temps géologique et le plancher des océans. Voici d’où vient le sel marin, pourquoi c’est surtout du chlorure de sodium, et comment l’océan a trouvé son équilibre.

Combien de sel, et lequel ?

Selon l’Ifremer, l’institut français de recherche pour l’exploitation de la mer, la salinité moyenne de l’eau de mer est de 35 grammes de sels dissous par kilogramme. Elle reste généralement comprise entre 30 g/kg dans l’Atlantique nord et 40 g/kg en mer Rouge. Dans ces sels, deux éléments dominent : le chlore et le sodium, les deux composants du sel de cuisine, représentent à eux seuls 85 % du poids des substances dissoutes. Viennent ensuite le magnésium, les sulfates, le calcium et le potassium.

Ces écarts ont des causes simples. Là où l’évaporation est forte et les apports d’eau douce faibles, comme en mer Rouge, le sel se concentre. Là où les fleuves se déversent en abondance dans une mer presque fermée, comme la Baltique, il se dilue.

Un sel arraché aux continents

La source principale est sous nos pieds, sur les continents. Comme l’explique Planet-Terre, le site de géologie de l’ENS de Lyon, l’eau de pluie, initialement très peu chargée en matière minérale, ruisselle ou s’infiltre en lessivant la croûte continentale. Légèrement acide, elle attaque lentement les minéraux des roches et en dissout une partie. Les rivières et les nappes souterraines emportent ces éléments vers la mer.

Une rivière n’est donc pas totalement « douce » : elle transporte des sels, mais en quantité infime. Planet-Terre donne un ordre de grandeur saisissant : le sodium y est environ 1 500 fois moins concentré que dans l’océan. Toute la différence vient de ce qui se passe une fois arrivé en mer.

Car l’eau, elle, ne reste pas. Chauffée par le soleil, l’eau de mer s’évapore, forme des nuages et retombe en pluie sur les continents. Mais l’évaporation n’emporte que l’eau pure : les sels restent en mer. L’océan fonctionne ainsi comme une gigantesque bassine d’évaporation, qui reçoit sans cesse des sels et ne rend que de l’eau douce.

Pourquoi du sel de cuisine plutôt que du calcaire

Un détail trahit la finesse du mécanisme. Les rivières apportent surtout du calcium et des bicarbonates, pas du chlorure de sodium. Pourquoi l’océan est-il alors dominé par le sodium et le chlore ?

La réponse tient à ce que les géochimistes appellent le temps de résidence : la durée moyenne pendant laquelle un élément reste dissous dans l’océan avant d’en sortir. Selon Planet-Terre, elle atteint environ 94 millions d’années pour le chlore et 58 millions d’années pour le sodium, contre 1 million d’années seulement pour le calcium. Le sodium et le chlore réagissent très peu avec les particules et les minéraux marins : ils s’attardent, et s’accumulent. Le calcium, au contraire, est rapidement capté, notamment par les organismes qui bâtissent coquilles et squelettes calcaires, du plancton aux coraux, à la base de nombreuses chaînes alimentaires marines. Il ressort de l’eau presque aussi vite qu’il y entre.

Un océan à l’équilibre

Si la mer recevait du sel sans jamais en perdre, elle deviendrait chaque année plus salée. Ce n’est pas le cas. Planet-Terre explique qu’après un temps équivalent au temps de résidence, les apports et les départs s’équilibrent. Les sels quittent l’océan de plusieurs façons : piégés dans les sédiments qui s’accumulent au fond, déposés en couches épaisses d’évaporites quand un bras de mer isolé s’assèche, ou fixés dans les roches du plancher océanique au contact de l’eau de mer. Ce plancher, fabriqué au niveau des dorsales par les remontées de magma que nous décrivions en expliquant comment se forme un volcan, finit par replonger dans le manteau aux zones de subduction, celles-là mêmes qui produisent les séismes les plus puissants. Une partie des sels retourne ainsi dans les profondeurs de la Terre.

La salinité n’est pas qu’une curiosité de chimiste. Parce qu’elle modifie la densité de l’eau, elle participe, avec la température, à la circulation des grandes masses d’eau océaniques. Et chaque organisme marin, du plancton qui assure une large part de la photosynthèse de la planète jusqu’aux poissons, est réglé pour vivre dans cette eau-là.

Au prochain bain de mer, goûtez l’eau, puis pensez au trajet de chacun de ces grains : une roche usée par la pluie quelque part sur un continent, une rivière, des millions d’années en suspension dans l’océan. L’erreur serait de croire que le sel vient d’un gisement au fond de la mer : il vient, pour l’essentiel, des roches des continents, grain après grain.