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FAQ - Océan

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Quelle est l'influence du Gulf Stream sur les ressources vivantes?

Bruno Voituriez - octobre 2005 

 

Le Gulf Stream doit sa notoriété actuelle au rôle qu’il est censé jouer dans la dynamique du climat. Moins connu mais néanmoins digne d’intérêt, est son impact sur la production biologique de l’Atlantique Nord.


Le monde vivant sur la Terre s’élabore par synthèse de matière organique à partir d’éléments minéraux. Cette synthèse n’est évidemment pas gratuite : il lui faut de l’énergie. Dans la majorité des cas, elle est fournie par la lumière du Soleil. Parfois, en l’absence de lumière, la vie trouve les ressources énergétiques nécessaires dans des réactions chimiques. C’est le cas, par exemple, dans les écosystèmes qui se sont formés au fond de l’océan autour des sources hydrothermales chaudes, en l’absence de toute source de lumière. 

Si l’on a de bonnes raisons de penser qu’à l’origine, la vie s’est créée à partir de ces processus chimiosynthétiques, c’est incontestablement la photosynthèse comme source de production primaire qui domine depuis quelques milliards d’années et qui, à partir du rayonnement solaire, assure le développement de la vie à terre comme en mer.


Les ingrédients élémentaires de la fabrication de la matière organique sont assez simples : le gaz carbonique et l’eau qui par le canal de la chlorophylle, capable de fixer l’énergie lumineuse, se combinent pour fournir la matière organique de base. 
La matière vivante requiert aussi d’autres éléments : les sels nutritifs ou nutriments , sources d’azote, de phosphore, de silicium et de toute une palette d’éléments minéraux faisant qu’une région sera plus ou moins fertile. À terre, les défaillances de l’un ou l’autre de ces éléments peuvent être palliées par des apports extérieurs : irrigation, engrais – en y mettant les moyens, on sait même construire des terrains de golf dans des régions désertiques. Il est sans doute difficile, à propos de l’océan où l’eau ne manque pas, de parler de désert, mais, comme à terre, il existe de très grandes différences de fertilité d’une région à l’autre. C’est le phytoplancton, équivalent de l’herbe des prairies, qui est responsable en mer de la production primaire constituant le point de départ de la chaîne alimentaire marine, qui conduit aux poissons que l’on retrouve dans nos assiettes. Il s’agit d’algues monocellulaires microscopiques (quelques microns) dont l’abondance détermine la fertilité d’une région océanique.


Dans l’océan, l’eau ne manque évidemment pas ; le gaz carbonique, source de carbone, non plus : il y est partout abondant. Le Soleil, source exclusive de lumière pour la production primaire, inonde la surface de la mer ; mais l’eau absorbe rapidement le rayonnement solaire, si bien que la production sera forcément limitée aux couches superficielles de l’océan : les sombres profondeurs de l’océan au-delà de quelques dizaines de mètres sont peu propices au développement de la vie. Seules les oasis entourant les sources hydrothermales profondes, et qui font appel à d’autres sources d’énergie, échappent à cette contrainte.


Reste, pour assurer la fertilité des océans, la disponibilité en nutriments. Or ceux-ci sont beaucoup plus importants en profondeur qu’en surface, et cela se comprend aisément. Le monde vivant est un système renouvelable qui se nourrit sans cesse de sa propre mort : la décomposition de la matière organique morte rend au monde minéral les éléments que, vivante, elle lui avait empruntés : l’eau, le gaz carbonique, les nutriments, qui se retrouvent à nouveau disponibles pour une nouvelle incursion dans le monde vivant. Ainsi peut-on arriver à des écosystèmes proches de l’équilibre, où la vie et la mort sont quantitativement presque à égalité. Mais nul n’échappe à la pesanteur, et les organismes marins, privés à leur mort de leur capacité natatoire, sont inexorablement entraînés vers le fond, se décomposant et se minéralisant au cours de leur chute. Ainsi restituent-ils l’essentiel de leurs composés minéraux non pas dans la couche de surface propice à la photosynthèse, mais dans les couches profondes à l’abri de la lumière.


Pour assurer sa fertilité, l’océan doit donc résoudre cette difficulté : amener les nutriments des couches profondes vers celles, bien éclairées, de surface

Il le fait par divers processus dynamiques d’enrichissement : 

ce sont donc les mouvements de l’océan, sa dynamique qui finalement contrôlent la productivité océanique. 

 

On sait mesurer depuis l’espace les teneurs en chlorophylle des couches de surface de l’océan et évaluer ainsi la fertilité des régions océaniques depuis les plus pauvres comme les grands « gyres » anticycloniques subtropicaux(en bleu) aux plus exubérantes comme les upwellings côtiers des côtes sud américaines du Pacifique(en jaune-rouge) en passant par la « langue » verte de la divergence équatoriale. 

 

  Toutes sont la signature d’un processus dynamique : convergence au centre des anticyclones, divergence équatoriale, upwellings côtiers, mélanges turbulents aux latitudes tempérées etc…


Il est normal donc que le Gulf Stream par ses caractéristiques dynamiques imprime sa marque biologique au long de son parcours.

Le courant de Floride transporteur d’espèces tropicales-la pêche sportive

Transporteur d’eau chaude issue de la région Caraïbe sur plusieurs centaines de mètres de profondeur, le courant de Floride, premier tronçon du Gulf Stream de la Pointe de Floride au Cap Hatteras, est très pauvre en éléments nutritifs, qui sont relégués sous la thermocline thermocline bien au-delà de la couche euphotique

La production biologique y est donc très faible : les teneurs en chlorophylle y sont au plus bas. 

Le courant de Floride n’en est pas pour autant vide de vie : incursion vers le nord d’eaux tropicales on y trouve les espèces qui les caractérisent, notamment les grands poissons qui font le bonheur des amateurs de pêche sportive ; ceux-ci trouvent de fait dans le Gulf Stream, non loin des côtes, un terrain extrêmement propice.

Ainsi Ocean City, au nord du cap Hatteras, s’est-elle proclamée capitale du marlin blanc. La zone de reproduction de l’espadon s’étend, grâce au Gulf Stream, jusqu’au nord du cap Hatteras. 

En 1934-1935, Ernest Hemingway, grand amateur de pêche sportive et fin connaisseur de la région, fut un collaborateur occasionnel et éclairé de l’Academy of Natural Sciences de Philadelphie, qu’il guida pour initier des recherches destinées à combler les lacunes concernant les marlins, voiliers, thons et autres proies des pêcheurs sportifs.

Upwelling dynamique dans le courant de Floride le long du talus continental.

Paradoxalement en dépit de cette pauvreté des eaux qu’il transporte le Gulf Stream contribue à fertiliser le plateau continental.
L’océan tropical est un océan à deux couches : 

l’intensité de l’ensoleillement maintient en permanence en surface une couche homogène chaude séparée des couches profondes froides par la thermocline où la température décroît rapidement avec la profondeur. 

Cette thermocline est aussi une barrière de densité qui fait obstacle aux mélanges verticaux et donc à l’alimentation la couche homogène de surface bien éclairée en nutriments dont le réservoir se trouve sous la thermocline. 

La profondeur de la thermocline est variable et l’on montre que ses variations de profondeur sont directement liés à l’intensité des courants : 

plus le courant est rapide et plus la pente de la thermocline est forte. 

Ainsi dans le courant de Floride la thermocline et avec elle les couches riches en nutriments passent-t-ils de la profondeur de plus de 1000 mètres dans la Mer des Sargasses à moins de 300 mètres sur la pente continentale de la côte américaine. Mais c’est encore un peu trop profond pour stimuler la production.
Canalisé le long de la pente continentale, le courant sinue sans que ses ondulations prennent l’importance des méandres qui le caractérisent au-delà du cap Hatteras. Ces ondulations se propagent comme une onde, avec une longueur d’onde de l’ordre de 200 km et une vitesse de 30 km/jour. À chaque ondulation, le courant de Floride s’écartant du talus continental crée un « appel d’eau » et amorce la formation de petits tourbillons froids cycloniques à la rupture de pente. C’est le coup de pouce final qui amènera l’eau sous-jacente, riche en nitrates, jusque dans la couche euphotique de l’espace ainsi créé. 

En simplifiant, on peut dire que le Gulf Stream va « piller » les réserves profondes de nutriments de la mer des Sargasses pour les amener dans la couche euphotique au niveau de la rupture du plateau continental. 


On a observé, correspondant à cet upwelling dynamique, des floraisons phytoplanctoniques importantes s’étendant sur plus de 1 000 km2. C’est un phénomène courant qui intervient au sud du cap Hatteras, et qui explique que toute cette région à la rupture du talus continental soit une zone de reproduction pour le menhaden (Breevortia tyrannus) et le bluefish (Pomotamus saltatri)x, ressources importantes sur le plateau continental nord-américain. Le menhaden est une espèce pélagique de la même famille que le hareng, celle des clupéidés, dont la longueur ne dépasse pas 50 cm. On en pêche environ 400 000 tonnes par an en Amérique du Nord. Espèce pélagique également et de haute valeur commerciale, le bluefish peut dépasser 1 m et atteindre 14 kg. On en pêche annuellement environ 50 000 tonnes.

Le Gulf Stream « échangeur » : la dynamique des tourbillons.

Au nord du Cap Hatteras le Gulf Stream s’écarte de la pente continentale ouvrant entre lui et le plateau continental un espace que l’on appelle la « slope sea ». Il gagne en liberté et se met à faire des méandres qui, à l’occasion, se ferment sur eux-mêmes formant des tourbillons coupés du courant. 

 

 

Les tourbillons chauds sont des inclusions d’eaux chaudes et pauvres de la Mer des Sargasses dans les eaux froides de la Slope Sea et les tourbillons froids des inclusions d’eaux froides de la Slope Sea dans la Mer des Sargasses. 

Les premiers navigateurs rencontrant le Gulf Stream avaient été impressionnés par la très brutale différence de température de la mer lorsqu’ils traversaient son bord ouest : le « cold wall » comme on l’a baptisée donnant l’impression qu’il y correspondait une véritable barrière. En fait loin d’être une frontière étanche le Gulf Stream par le canal des ses tourbillons est un véritable échangeur entre la Mer des Sargasses et la Slope Sea.

Les tourbillons froids, fertilisateurs de la Mer des Sargasses.

Les tourbillons comme les courants modulent la profondeur de la thermocline et plus ils sont intenses plus cet effet est marqué. Du schéma de leur formation, il découle qu’obligatoirement les tourbillons froids de la Mer des Sargasses tournent dans le sens cyclonique (sens inverse des aiguilles d’une montre). Ils sont le siège d’une remontée de la thermocline et de la couche riche en nutriments qui lui est associée. Véritables pompes à nutriments vers la couche euphotique de la mer des Sargasses, qui en est totalement dénuée, ils vont apporter la fertilisation minimale nécessaire au maintien du fonctionnement de son écosystème si particulier. La couche riche en nitrate passe de la profondeur de 600 mètres à la périphérie du tourbillon à la surface au centre du tourbillon sur une distance d’une centaine de kilomètres. Spectaculaire ascenseur ! 

 

Ainsi le Gulf Stream, qui, on l’a vu, puisait dans les eaux profondes de la mer des Sargasses pour fertiliser la pente continentale au sud du Cap Hatteras, lui restitue-t-il, par un juste retour des choses, dans les couches de surface productives cette fois, et grâce aux tourbillons froids, une partie de ce qu’il avait prélevé. Le chemin pour ce faire n’est évidemment pas le plus direct, et illustre bien la complexité de la dépendance des écosystèmes vis-à-vis de la dynamique océanique.


Les tourbillons froids ont des diamètres de 100 à 300 km. On peut en observer une dizaine simultanément. Leur durée de vie est d’un à deux ans. Ils se déplacent vers le sud-ouest à une vitesse d’environ 5 km/jour. Ils sont généralement repris par le Gulf Stream au niveau du cap Hatteras. Ils occupent 10 à 15 % de la surface de la mer des Sargasses, dont ils accroissent la productivité de 10 % environ et la biomasse de zooplancton de 10 à 15 %. Ce sont eux qui garantissent à la mer des Sargasses l’alimentation en nutriments « frais » indispensables au fonctionnement de tout écosystème. C’est ce que l’on appelle la « production nouvelle », par opposition à la production dite « de régénération », qui fonctionne en consommant en circuit fermé les nutriments régénérés sur place à partir des excrétions des organismes vivants.

Les tourbillons chauds fournisseurs de nutriments.

On les trouve au nord du Gulf Stream :  ils font passer de l’eau chaude de la mer des Sargasses dans la Slope Sea, entre le Gulf Stream et le plateau continental américain. 

 

Ce sont des tourbillons anticycloniques qui tournent dans le sens des aiguilles d’une montre : la thermocline y est donc profonde. Atteignant 2 km de profondeur, ils ne peuvent pas déborder sur le plateau continental, dont la profondeur est inférieure à 200 m, et restent confinés dans la Slope Sea. Disposant de moins d’espace, ils sont moins nombreux – rarement plus de trois simultanément – et durent moins longtemps – rarement plus d’un an – que les tourbillons froids. Leur diamètre varie de 60 à 200 km, et ils se déplacent vers le sud-ouest, le long de la pente continentale, à une vitesse d’environ 5-6 km/jour. Ils sont repris par le Gulf Stream au niveau du cap Hatteras. Leur influence sur la production biologique est plus complexe que celle des tourbillons froids dans la mer des Sargasses.
On pourrait penser que, symétriquement et à l’inverse des tourbillons froids qui enrichissent la mer des Sargasses, les tourbillons chauds, îlots d’eau chaude et pauvre (la couche riche en nutriments en leur centre est à plusieurs centaines de mètres de profondeur), se contentent d’appauvrir la Slope Sea où ils se meuvent. Cela d’autant que, par moments, ils couvrent près de 40 % de la superficie de cette mer. 
Il n’en est rien et l’on se trouve dans une situation voisine de celle analysée dans le courant de Floride : la remontée, par la simple dynamique, des couches froides et riches en nutriments à la périphérie du tourbillon, donc le long de la pente continentale. Anticycloniques, les tourbillons chauds ont tendance à entraîner les eaux de la périphérie vers le centre. Sur le bord du tourbillon qui jouxte la pente continentale, cette aspiration vers le centre va provoquer, à la rupture de pente du plateau continental, un appel d’eaux sous-jacentes et une remontée (upwelling) vers la surface des eaux riches en nutriments, que la dynamique du tourbillon a déjà hissées non loin de la surface. 

Ainsi arrive-t-on à ce résultat, qui peut sembler paradoxal : la production dans la Slope Sea, évaluée sur les teneurs printanières en chlorophylle de surface mesurées par le satellite SeaWIFS, est d’autant plus importante que les tourbillons chauds, intrinsèquement pauvres, mais fournisseurs de nutriments sur leur bord, ont été nombreux et actifs dans l’hiver précédent. 

C’est bien la dynamique du Gulf Stream et de ses tourbillons chauds qui fait la richesse de la Slope Sea, et non, comme on l’a longtemps pensé, l’apport d’eaux froides du plateau continental issues du courant du Labrador.

Les tourbillons chauds aspirateurs de larves de poissons

Les tourbillons chauds interfèrent avec leur environnement : 

leur mouvement tourbillonnaire anticyclonique entraîne les eaux voisines. 

 

Ils ressemblent un peu aux galaxies spirales. 

Comme elles – on le voit sur la figure  – ils ont des bras : un bras d’eau froide sur le bord est, qui entraîne vers le large des eaux du plateau continental, et, sur le bord ouest, un bras d’eau chaude vers le plateau continental.

 

En moyenne, le débit d’un bras froid est de 165 000 m3/s vers le large (avec un maximum observé proche de 500 000), celui d’un bras chaud de 62 000 m3/s. La moyenne annuelle du débit des bras froids dans la Slope Sea est estimée à 180 000 m3/s ; c’est à peu près celui de l’Amazone. Ces « bras » ne transportent pas uniquement de l’eau, ils véhiculent aussi les espèces planctoniques qu’elle contient, notamment des larves de poissons, qui risquent ainsi d’être projetées dans un environnement défavorable à leur développement, au risque de limiter le recrutement et donc l’abondance d’espèces commerciales.
La morue, dans les eaux canadiennes, était sans doute la pêcherie la plus surveillée et la mieux réglementée du monde : pêcheurs, gestionnaires, chercheurs étaient constamment à son chevet. 

Chaque année depuis 1981, des campagnes systématiques de chalutage scientifique ont été faites en automne pour évaluer et surveiller l’abondance des stocks. Elles n’ont pas permis de déceler avant 1991 une diminution de la biomasse, donnant ainsi confiance aux pêcheurs et aux gestionnaires qui, rassurés ou voulant l’être, ne voyaient pas de raison de s’alarmer. Et pourtant, en 1992, le stock s’est effondré. Un moratoire sur la pêche a été institué, avec l’espoir de voir le stock se reconstituer – ce qui n’est toujours pas le cas en 2005. Échec des scientifiques, qui allait lancer une discussion salutaire sur les causes possibles de tels événements ; échec aussi des gestionnaires, appelés à revoir leurs méthodes pour diminuer la probabilité d’occurrence de ces effondrements.
Parmi les causes possibles invoquées, les tourbillons chauds, exportateurs de larves vers le large et les eaux chaudes du Gulf Stream, sans avenir pour elles. Il existe effectivement des corrélations négatives entre l’activité tourbillonnaire et les stocks de 14 espèces démersales, dont la morue, l’églefin et le lieu, du plateau continental. Corrélation faible, au demeurant, qui permet de conclure que les tourbillons chauds ont un effet, mais que ce n’est pas l’effet dominant capable de contrôler les variations du recrutement et leur impact sur l’état des stocks. L’étude des caractéristiques hydrologiques des eaux entraînées dans les « bras froids » permet d’expliquer ce faible impact, en dépit d’un débit relativement important : elles viennent des bords du plateau continental, à des profondeurs d’environ 100 m, alors que les larves de poissons sont généralement concentrées dans des eaux moins profondes et plus à l’intérieur du plateau continental. On peut penser que, sur l’autre bord des tourbillons, les bras chauds qui injectent de l’eau chaude sur le plateau sont les moyens de transport empruntés par les larves d’anguilles pour aller croître dans les rivières américaines.

Les anguilles filles du Gulf Stream

L’anguille est un poisson migrateur amphihalin : 

il naît dans l’Atlantique, se reproduit et meurt en mer des Sargasses, mais passe l’essentiel de sa vie dans les eaux douces ou saumâtres des rivières et des marais d’Amérique ou d’Europe. Sa migration est un aller-retour unique de la naissance à la mort.


La reproduction des anguilles de l’Atlantique est pourtant encore mystérieuse. Au début du XXe siècle, J.Schmidt a dressé méticuleusement une carte des larves (leptocéphales) d’anguilles capturées pendant vingt ans de pêches opiniâtres. Il en conclut logiquement que la mer des Sargasses – région où l’on trouvait, à l’exclusion de toutes les autres, les plus petites larves (inférieures à 10 mm) – était la zone de reproduction des anguilles. Résultat admis bien que l’on n’y ait jamais trouvé de mâles sexuellement matures ni d’œufs fécondés. On estime que la maturation finale des adultes et l’éclosion des œufs se font entre 400 et 600 m de profondeur, dans des eaux de température voisine de 17 °C : les plus petites larves jamais trouvées l’ont été entre 200 et 500 m de profondeur et mesuraient 6 mm. Elles montent ensuite en surface, où, se nourrissant de microplancton, elles profitent des bouffées de fertilité apportées par les tourbillons froids du Gulf Stream. Elles se laissent ensuite porter par les courants, et le Gulf Stream va être la première étape d’un vaste périple qui les poussera vers les côtes américaines pour l’espèce dite… américaine, Anguilla rostrata, ou les côtes d’Europe pour l’espèce dite… européenne, Anguilla anguilla – que l’on trouve de l’Islande à la Méditerranée.


On a longtemps pensé que l’existence d’une aire commune de reproduction induisait nécessairement un brassage génétique tel qu’il n’existait qu’une seule espèce. Les études génétiques ont montré qu’il n’en était rien, et que les espèces européenne et américaine étaient réellement différentes. Cette spéciation est sans doute la conséquence de la différence de trajet à parcourir de la mer des Sargasses natale aux habitats continentaux américains, très proches, ou européens, beaucoup plus lointains. Il en résulte nécessairement des cycles biologiques différents (plus courts pour l’américaine que pour l’européenne) pour s’y adapter. Les leptocéphales « européens », entraînés par le Gulf Stream puis par la dérive Nord-Atlantique, vont mettre plus d’un an à se métamorphoser en civelles de 80 mm, avant de remonter les estuaires où, du moins en France, elles auront à affronter la rapacité des pêcheurs qui les y attendent. Les rescapées, anguilles jaunes, croîtront dans leur nouveau milieu pendant plusieurs années, jusqu’à la métamorphose finale : anguilles argentées bien grasses et parées pour la navigation océanique au long cours et la reproduction. Elles redescendent alors la rivière, gagnent l’océan, où elles nagent à grande profondeur, vivant sur leurs réserves, pour rallier la mer des Sargasses. Du moins le suppose-t-on, car on perd leur trace, et nul n’a encore vu d’anguilles adultes en plein océan. On sait simplement qu’en mer des Sargasses apparaîtront en profondeur de toutes petites larves prêtes pour un nouveau cycle. Le trajet des larves américaines est beaucoup plus court, mais sans doute plus problématique, car, à la différence des européennes qui suivent logiquement et passivement les courants, elles doivent, pour atteindre les côtes américaines, quitter le Gulf Stream qui les emporte. Sans doute y sont-elles aidées par les tourbillons chauds qui injectent de l’eau de la mer des Sargasses porteuse de larves sur le plateau continental américain.
Comment les larves d’anguilles choisissent-elles leur route en fonction de l’espèce à laquelle elles appartiennent, compte tenu de leurs très faibles capacités natatoires ? Sans doute ne choisissent-elles rien du tout et laissent-elles le hasard faire le tri. La capacité de reproduction de l’anguille est exceptionnelle : chaque femelle produit environ 1,5 million d’ovocytes. Ce sont ainsi des millions de larves qui sont entraînées par le Gulf Stream et aiguillées au hasard sur l’une ou l’autre route ; seules celles qui sont sur la voie correspondant à leur espèce pourront survivre.
L’anguille est un vieux poisson : les plus anciens fossiles connus datent d’il y a cent millions d’années. Il est vraisemblable que les deux espèces de l’Atlantique ont un ancêtre commun, qui existait il y a soixante millions d’années, lorsque l’Atlantique s’est formé. L’aire de reproduction commune s’étant alors trouvée à l’ouest de la dorsale médio-océanique, l’expansion continue des fonds océaniques depuis cette époque a fait que le trajet migratoire de l’anguille européenne n’a cessé de croître – et croît encore – de quelques centimètres par an.


Ainsi le cycle biologique des anguilles de l’Atlantique est-il lié au Gulf Stream et à ses prolongements dans la dérive Nord-Atlantique. Nul doute que leur répartition en Europe ne suive les fluctuations de ces courants. Si d’aventure l’évolution du climat débouchait, comme certains le craignent, sur un ralentissement, voire un arrêt de la circulation thermohaline  et de la dérive Nord-Atlantique, alors les anguilles disparaîtraient des rives de la Baltique, de la mer de Norvège et de la mer du Nord.

Les Sargasses, jungle flottante.

La mer des Sargasses entre dans l’histoire et la légende avec Christophe Colomb, qui la traverse avant d’atterrir aux Bahamas sur l’île de Guanahani, qu’il rebaptisera San Salvador. D’abord porteuses d’espoir, les premières « herbes flottantes » rencontrées sont interprétées comme des signes d’une terre proche ; elles deviendront quelques jours plus tard source d’angoisse pour les marins lorsque, devenant plus abondantes, elles leur feront craindre une sorte d’engluement dans une mer « prise comme elle l’eût été par la glace ». Cette mauvaise réputation ne quittera plus la mer des Sargasses, et Jules Verne exploitera le mythe dans son roman Vingt Mille Lieues sous les mers. Il fera correspondre la mer des Sargasses avec la partie immergée de l’Atlantide, suggérant même que les sargasses sont des herbes arrachées aux prairies de cet ancien continent.


Les sargasses sont des algues. Dans la classification taxonomique, elles constituent un genre comprenant notamment les deux espèces Sargassum natans et Sargassum fluitans, que l’on trouve dans la mer des Sargasses et qui ont la particularité d’être flottantes – à la différence de leurs congénères, benthiques, qui sont fixées sur le fond. On suppose qu’elles dérivent d’ancêtres benthiques dont on a trouvé des traces fossiles, datant de quarante millions d’années, dans des sédiments de l’ancienne mer Téthys. Ces algues, d’une longueur voisine de 1 m, sont dotées de vésicules gazeuses (oxygène principalement, azote et gaz carbonique) assurant leur flottabilité. Ce sont des espèces stériles, qui se propagent par fragmentation végétative. Elles s’assemblent par paquets et constituent un écosystème très particulier, parfois qualifié de « jungle flottante ». Elles constituent l’habitat d’environ 145 espèces d’invertébrés (crabes, crevettes, mollusques) ; on a dénombré une centaine d’espèces de poissons associés aux sargasses à un stade ou un autre de leur vie (œufs, larves, juvéniles, adultes) et cinq espèces de tortues qui s’y développent après l’éclosion ou y trouvent nourriture dans leur migration. Une telle diversité dans une mer aussi bleue, pauvre en éléments nutritifs et si peu productive, est a priori surprenante. On estime entre 800 et 2 00 kg/km2 la biomasse des sargasses, soit un total de 4 à 11 millions de tonnes.
En fait, un écosystème aussi complexe et diversifié n’a pas besoin d’une grande quantité d’éléments nutritifs frais (production nouvelle) pour se maintenir. Les sargasses sont comme le phytoplancton des producteurs primaires, elles ont donc besoin d’éléments nutritifs pour vivre ; elles les trouvent d’abord dans le recyclage, par reminéralisation sur place de la matière organique issue des excrétions des nombreux organismes qu’elles abritent. Le système proche de l’équilibre fonctionne presque en circuit fermé. Pour compenser les inévitables pertes – la matière organique morte qui sédimente et sort du système –, les sargasses disposent de bactéries épiphytes qui ont la propriété de fixer l’azote de l’air. Les sargasses n’ont donc pas besoin d’attendre que des tourbillons froids viennent mettre à leur disposition, issus des profondeurs, les nutriments indispensables à leur survie.
On trouve des sargasses flottantes ailleurs dans l’océan, mais on ne trouve nulle part l’équivalent de l’écosystème si particulier de la mer des Sargasses. Il est le résultat de la recirculation anticyclonique du Gulf Stream, qui la ceinture complètement, qui la ferme en quelque sorte, qui en fait une mer fermée sans rivage. Dans un tel système il y a, grâce à la dynamique océanique, confinement naturel permettant à l’écosystème de prospérer.

Le Gulf Stream, les tourbillons chauds et les cachalots.

Les cachalots sont à l’origine de l’exploration scientifique du Gulf Stream. Ce sont en effet les observations des pêcheurs de cachalots qui avaient remarqué leur abondance aux lisières du courant qui ont permis à B. Franklin de réaliser la première carte du Gulf Stream. Les campagnes scientifiques d’observation des cétacés ont confirmé que ceux-ci avaient une prédilection pour le front froid (cold wall) qui limite le Gulf Stream sur sa bordure nord, et plus encore pour les « bras froids » qui ceinturent par l’est les tourbillons chauds. Mais d’où vient le tropisme des cachalots pour les rives du Gulf Stream et de ses tourbillons, que savaient si bien exploiter les baleiniers ? De l’abondance de la nourriture, et notamment des calmars, dont ils sont particulièrement friands.
Ce phénomène est l’aboutissement de deux processus. 

Le premier est biologique : c’est le résultat du rôle que jouent le Gulf Stream et ses tourbillons chauds pourvoyeurs de nutriments qui, on l’a vu, stimulent la production biologique. 

Le second est mécanique : en surface, les fronts qui séparent les eaux chaudes du Gulf Stream et de ses tourbillons des eaux froides environnantes – et notamment celles des bras froids – sont des zones de faible mélange horizontal où se concentre tout ce qui flotte, singulièrement le zooplancton dont se nourrissent les calmars, avant d’être eux-mêmes consommés par les cachalots, qui s’exposaient ainsi aux chasseurs qui, ne servant de proie à personne, n’avaient à craindre que le mauvais temps.