Pourquoi la mer est-elle salée ? D’où vient le sel de la mer ?

 voici l’affiche qui répondait à cette question dans le cadre de la campagne "le ticket d’Archimède" (cliquez dessus pour l’agrandir) :

 pour plus d’explications :

Le goût salé vient de l’ion sodium, présent dans l’eau de mer, et constituant du sel de mer = sel de table.

Qu’entend-on par sel ?

Dans le langage courant, ce que nous appelons "le sel", c’est le composant essentiel de notre sel de table : son nom chimique est "chlorure de sodium".

Au sens chimique du terme, un sel est un composé formé par un acide et une base (ancienne définition), aujourd’hui on dira plutot qu’un sel est un composé ionique c’est-à-dire formé d’ions de deux sortes : des anions (atomes ayant gagné un ou plusieurs électrons) et des cations (atomes ayant perdu un ou plusieurs électrons). Au total, la charge électrique du sel est nulle.

Les sels sont des solides, qui se dissolvent en général très facilement dans l’eau : on les y trouve alors sous forme d’ions séparés, cations d’une part, anions d’autre part.

Ainsi l’eau de mer contient nombre de sels différents, dont certains cependant n’existent qu’en toute petite quantité ou même sont à l’état de trace.

D’après "Les Océans, M. Revault d’Allones, PUF, Que-sais-je, 1995", dans 100 g des sels d’eau de mer, on a :

 77,75 g de chlorure de sodium

 10,88 g de chlorure de magnésium

 4,74 g de sulfate de magnésium

 3,60 g de sulfate de calcium

 2,46 g de sulfate de potassium

 0,35 g de carbonate de calcium

 0,22 g de bromure de magnésium

 moins de 0,01 g pour le total des autres sels.

Comme on le voit de ces chiffres, c’est le chlorure de sodium (sel formé des ions sodium et des ions chlorure), notre sel de table, qui est fortement majoritaire dans l’eau de mer.

On sait que l’ion sodium est présent dans la mer depuis plus d’un milliard d’années. Par contre il existe plusieurs théories quant au scénario qui a amené le sodium (ainsi que les éléments magnésium, calcium, potassium) dans la mer.

Il y a 3,7 milliards d’années la Terre a connu un intense volcanisme, libérant vapeur d’eau et quantité d’autres gaz dont du gaz carbonique (et, notons-le, du chlore). Quand la Terre s’est refroidie, il y a 3,6 milliards d’années, la vapeur d’eau s’est condensée en se refroidissant, retombant en pluies fort acides du fait de la présence du gaz carbonique. Suivant l’une des théories, le sodium comme le magnésium, le calcium, le potassium, qui sont présents dans les roches de la croûte terrestre, auraient été arrachés à ces roches par ces eaux de pluie très acides et formant progressivement les premiers océans.

Selon une autre théorie la vapeur d’eau de l’atmosphère primitive s’est condensée en un océan bouillonnnant qui a aussitôt arraché ces éléments aux fonds sous-marins.

La réponse n’est toujours pas définitive.

De même il existe différentes théories pour expliquer la présence des ions chlorure. Ont-ils été amenés par le déluge qui s’est produit après la période volcanique (voir plus haut) ? Proviendraient-ils d’un dégazage de l’intérieur du globe, analogue à ce qui se passe aujourd’hui dans les sources d’eau chaude et lors des éruptions volcaniques ?

Quel que soit le scénario, une question reste posée : pourquoi le chlorure de sodium est-il le sel majoritaire dans l’eau de mer ? Je vous donne ici une réponse d’après un article de Eric Glover paru dans Sciences et Avenir, octobre 1995.

Au moment de la formation de roches calcaires dans les océans primitifs, la sédimentation a été favorisée, libérant de la place pour les ions chlorure qui sont devenus les principaux ions négatifs dans l’eau. Les éléments lourds (fer par exemple) se sont déposés et ont été retenus dans les sédiments. Le sodium, léger, ne subit pas le mécanisme de la sédimentation et est devenu l’ion positif majoritaire dans l’eau. Si le fer se dépose dans le fond des océans en quelques dizaines d’années, le temps de vie en solution du sodium, très soluble, est de quelques dizaines de millions d’années.

Par ailleurs la salinité de l’océan fut presque constante au cours des 200 derniers millions d’années. En effet tout un système d’échanges entre la mer et son environnement (fonds sous-marins, rivières, atmosphère, littoral) maintient la composition des océans quasi-constante sous l’effets d’apports et de retraits de matière.