Quand on pense au niveau de la meron a tendance à l’imaginer comme une surface parfaitement uniforme sur toute la Terre. En réalité, cette surface est irrégulière, avec des dépressions et des renflements qui dépendent de nombreux facteurs : la gravité, les vents, les caractéristiques chimiques et physiques de l’eau. L’un des cas les plus connus, documenté par des décennies d’observations, et le mieux documenté est celui du différence de hauteur entre l’océan Pacifique et l’océan Atlantique: le premier est en moyenne supérieur au second d’environ 20 centimètres. La raison la plus importante réside dans différence de densité entre les deux eaux, qui dépend elle-même de la température et de la salinité des deux océans.
La densité de l’eau de mer dépend de deux facteurs : température et salinité. Plus l’eau est froide et salée, plus elle est dense. Plus il est dense, moins il occupe de volume pour une même masse. Au contraire, une eau plus chaude et plus douce est également moins dense et donc – toujours avec la même masse – occupera plus de volume. C’est d’ailleurs aussi le fait sous-jacent courants thermohalins dans les océans de la Terre.
Les eaux de surface du Pacifique sont en moyenne plus chaud et moins salé que ceux de l’Atlantique, donc légèrement moins denses. L’Atlantique, au contraire, a une eau moyenne plus froid et plus salé. Cela rend l’Atlantique plus dense, et donc « prend un peu moins de volume » que le Pacifique.
Mais la densité n’est pas le seul facteur en jeu. Aussi vents et courants océaniques ils jouent un rôle dans le déplacement et la distribution de grandes masses d’eau dans les océans, conduisant à leur accumulation dans certaines zones plutôt que dans d’autres. Comme en témoigne une étude historique de 1953 publiée dans Recherche en haute merce mécanisme agit – avec le gradient de densité – également dans l’interface sud entre le Pacifique et l’Atlantique, le Canal Drake entre la pointe de la Patagonie et l’Antarctique, « élevant » le niveau de l’eau du côté Pacifique du détroit par rapport au côté Atlantique.
Enfin, il y a une question plus physique, liée à répartition de la masse terrestre: les continents, les îles, les chaînes de montagnes sous-marines et différentes concentrations de matériaux dans le manteau terrestre produisent localement une accélération gravitationnelle plus élevée, qui à son tour affecte le niveau de la mer dans diverses régions du monde.
Tous ces mécanismes produisent, dans le cas du Pacifique et de l’Atlantique, une différence minime mais mesurable avec les outils dont nous disposons. Le PSMLS (Service permanent pour le niveau moyen de la mer) du Centre océanographique national, qui est l’organisme de référence au niveau international pour la surveillance du niveau de la mer, mesure 20 centimètres approximativement différence de hauteur par rapport à la surface moyenne des deux océans.
La confirmation la plus emblématique de cette différence se trouve des deux côtés du canal de Panamadans l’isthme du même nom qui ne sépare les deux océans que de quatre-vingts kilomètres environ. Les mesures prises aux extrémités du canal montrent une différence de hauteur de 20 centimètres. Il s’agit du cas le plus connu où la différence de mer entre deux océans a été mesurée à l’aide d’un nivellement géodésique.
Si le canal était une tranchée ouverte au niveau de la mer, alors sans fermé qui sont plutôt présents dans le canal, il y aurait un courant permanent qui coulerait du Pacifique vers l’Atlantique et pourrait avoir un effet concret sur la navigation à l’intérieur du canal. Les écluses isolent cependant le canal de cette différence de niveau, le rendant ainsi sans importance pour la navigation.