La mer du Nord est une mer épicontinentale de l'océan Atlantique, située au nord-ouest de l'Europe, et qui s'étend sur une superficie d'environ .
Les pays qui bordent la mer du Nord sont la Norvège au nord-est ; le Danemark à l'est ; l'Allemagne au sud-est ; les Pays-Bas, la Belgique et la France (avec de littoral entre Calais et la frontière belge) au sud ; le Royaume-Uni (île de Grande-Bretagne) à l'ouest ; enfin les îles Orcades et Shetland au nord-ouest. Elle communique avec la Manche au sud-ouest ; avec l'océan Atlantique au nord-ouest et la mer de Norvège au nord ; avec le Skagerrak à l'est. Le canal de Kiel permet aux navires de rejoindre directement la mer Baltique.
Elle constitue une zone de fort transit maritime, d'exploitation pétrolière et de pêche. La mer du Nord et son littoral forment un milieu naturel très riche, mais la pollution marine, la surpêche, l'industrie pétrolière (plateformes offshore) et le tourisme sont sources de menaces pour l'avenir. Elle est en aval du centre de l'Europe industrielle, de l'estuaire du Rhin aux fjords norvégiens et aux falaises du nord de la Grande-Bretagne. Le secteur Manche/Sud-mer du Nord, incluant le pas de Calais est considéré comme représentatif de mers mégatidales peu profondes, caractérisées par un fort courant et une eau très turbide (en raison des courants et phénomènes de renversement de marées), ce qui en fait une zone écologiquement particulière, mais également vulnérable au risque maritime en raison d'un intense trafic maritime (marchand et passager).
Toponymie Dans les langues officielles de ses pays côtiers, la mer du Nord se nomme en allemand : Nordsee ; en anglais : North Sea ; en danois : Nordsøen ; en néerlandais : Noordzee et en norvégien : Nordsjøen. Dans les langues régionales riveraines, elle est appelée en bas allemand : Noordsee ; en bas saxon néerlandais : Noordzee ; gaélique écossais : Cuan a Tuath ; en ouest-flamand : Nôordzêe ; en ouest-frison : Noardsee et en scots : North Sea.
Géographie vignette|gauche|250px|Carte de la Manche/mer du Nord (avec important « panache » de turbidité lié à un bloom planctonique en aval de la Tamise. vignette|Amphidromie de la mer du Nord. vignette|Anomalies gravimétriques mesurées en mer du NordDonnées : EGM2008, d'après donnée consultable ici.. L'Organisation hydrographique internationale définit les limites de la mer du Nord de la façon suivante:
Au sud-ouest : une ligne joignant le phare de Walde (à l'est-nord-est de Calais) () et Leathercoat Point (au nord-est de Douvres) ().
Au nord-ouest : depuis Dunnet Head (), en Écosse, à Tor Ness (), sur l'île de Hoy, puis à travers cette île jusqu'au Kame of Hoy (cap) () et de là au Breck Ness (cap) sur l'île de Mainland, à travers cette île jusqu'à () et de là à Inga Ness (), sur l'île de Westray, à travers cette île jusqu'à Bow Head (), par Mull Head (pointe nord de Papa Westray) et Seal Skerry (pointe nord de North Ronaldsay) et de là jusqu'à Horse Island (pointe sud des îles Shetland) ().
Au nord : depuis la pointe nord de Mainland () (point of Fethaland), aux îles Shetland, par le Nev of Stuis (), sur l'île de Yell, à travers Yell jusqu'à Gloup Ness (pointe) () et par Spoo Ness (cap) (), dans l'île d'Unst, à travers Unst jusqu'à Hermaness (cap), à la pointe sud-ouest de l'île de Rumblings et à Muckle Flugga (), toutes ces îles étant incluses dans la mer du Nord, de là à l'intersection du méridien 0°53' Ouest et du parallèle 61°00' Nord, puis le long de ce parallèle en direction de l'est jusqu'à la côte norvégienne, le Viking Bank étant inclus dans le périmètre de la mer du Nord.
À l'est : par une ligne joignant Hanstholm (Danemark) () et le Lindesnes (cap), en Norvège ().
Géomorphologie Les côtes Au nord, elles sont déchiquetées, récemment dépouillées par des glaciers des périodes glaciaires ; les montagnes norvégiennes plongent en mer, donnant naissance, au nord de Stavanger à des fjords profonds et à des archipels aux multiples îles et îlots. Au sud, elles sont plus douces : recouvertes de débris glaciaires déposés ou directement par la glace ou redéposés par la mer.
Au sud de Stavanger, le trait de côte et son relief s'adoucissent, alors que les îles deviennent moins nombreuses. La côte écossaise orientale présente encore une allure déchirée, mais moins marquée qu'en Norvège. À partir de la « tête de Flamborough » (Flamborough Head), dans le Nord-Est de l'Angleterre les falaises s'amenuisent et leur matériau (de moraine souvent), moins résistant, s'érode plus facilement, donnant des formes plus arrondies. En Hollande, en Belgique et dans l'Est de l'Angleterre (Est-Anglie) le littoral devient bas et localement marécageux (avec zones de polders), et les estuaires s'élargissent. Les côtes est et sud-est de la mer du Nord (la mer des Wadden) sont principalement sablonneuses et rectilignes, notamment en Belgique et au Danemark.
Bathymétrie La mer du Nord repose en grande partie sur le plateau continental et possède donc peu de zones profondes de plus de . Toutefois, vers le nord, à partir de la latitude 53°24", d'une manière générale, le fond de la mer du Nord descend irrégulièrement. Vers le sud, il s'incline vers le pas de Calais.
Les profondeurs rencontrées dans sa partie méridionale sont de l'ordre de (voir : Long Forties). Ce secteur est composé de nombreux hauts-fonds ou bancs probablement des ères glaciaires mouvant au gré des fortes marées. Ceux-ci représentent d'importants dangers maritimes.
À l'est de la Grande-Bretagne, le vaste plateau morainique du Dogger Bank s'élève jusqu'à , formant ainsi une région très poissonneuse.
Les plus grandes profondeurs se trouvent dans la fosse norvégienne qui longe la côte norvégienne de la mer de Norvège jusqu'à Oslo. Large de , elle est profonde de environ au large de Bergen, et atteint jusqu'à dans le Skagerrakle Skagerrak.
On trouve aussi des grandes profondeurs dans la partie occidentale de la mer du Nord, comme le trou du diabletrou du diable (Devil's Hole) au large d'Édimbourg, jusqu'à plus de ; ou quelques tranchées au large de la baie The Wash. Ces couloirs pourraient avoir été formés par les cours d'eau pendant la dernière glaciation. En effet, à cette époque de glaciation, le niveau de la mer du Nord se trouvait plus bas que le niveau actuel (régression). Les fleuves auraient alors érodé certaines parties alors découvertes que la mer recouvre aujourd'hui (transgression). Ce qui est le plus probable est qu'ils soient des restes de vallées tunnels maintenues ouvertes par les courants de marée.
Puits de carbone Du carbone s'y est accumulé sous forme de craie, mais aussi d'hydrocarbures ; notamment dans des schistes et charbons profonds situés sous le gisement. Ces hydrocarbures se sont probablement formés à partir de sédiments qui se sont accumulés au Jurassique moyen et au supérieur.
Lors de la formation du rift de la mer du Nord, et du graben central de la mer du Nord (graben inversé, propice à la formation de pétrole et gaz), alors que le fond marin s'enfonçait, ces hydrocarbures ont été peu à peu piégés par des schistes du Jurassique supérieur et des marnes du Crétacé inférieurJ. LASOCKI, J. M. GUEMENE A. HEDAYATI, C. LEGORJUS & W. M. PAGE, « The Elgin and Franklin fields: Royaume-Uni Blocks 22/30c, 22/30b and 29/5b » ; Petroleum Geology Conferences ; doi: 10.1144/0051007 Geological Society, London, Petroleum Geology Conference series January 1, 1999, v. 5, p. 1007-1020 résumé.. Ils sont aujourd'hui exploités par des forages profonds.
Sismicité La mer du Nord est encore en cours d'ouverture. Elle possède un petit rift et est sismiquement active (assez fortement au nord, sur la côte occidentale de la Norvège). Elle l'est plus que les zones continentales qui l'entourent, sans toutefois pouvoir être comparée aux fonds marins islandais, japonais ou indonésien très actifs.
Un réseau de sismographes à courte période a été déployé sur les côtes d’Écosse et de Norvège (fin des années 1960 et début des années 1970). Il a mis en évidence une activité sismique, non uniforme en mer du Nord. Cette activité a fait l'objet d'une surveillance approfondie durant . Des séismes . Les données disponibles suggèrent voir page 7/59 du rapport de 1991 déjà cité : « Seismic monitoring of the north sea, Rapport OTH 90 323 ». impliqués dans les activités offshore et portuaires. Des vibrations importantes sont perçues sur les plates-formes offshore et plusieurs séismes petits ou moyens sont enregistrés chaque année en mer du Nord.
Un tremblement de terre de 6,1 sur l'échelle de Richter a eu lieu en 1931 sur la zone du « Dogger Bank » (voir Dogger Bank earthquake).
Le graben central, exploité pour ses ressources gazières et en hydrocarbures légers (condensats de gaz naturel), est traversé par une série de failles perpendiculaires. C'est là qu'est située la plateforme de forage offshore du champ d'hydrocarbures d'Elgin-Franklin dont le puits G4 d'Elgin foré (ou plus de selon le schéma du puits publié par TotalTotal-Elgin, schéma du puits G4 (« Elgin G4 well architecture offshore »), publié par Total, consulté 2012-04-21.) a fui en 2012.
Des variations de pressions et de tensions sur la lithosphère sont induites par la déglaciation et le rebond induit. Ce sont des sources de stress locaux pour les structures géologiques (flexion lithosphérique). On observe ainsi une pression horizontale sur la côte ouest du Viking Graben et une dépression horizontale sur le côté estGrollimund B. ; oback M. D. ; Arnesen L. (1998), Flexurally-induced stresses in the Northern North Sea : Preliminary comparison of observation and theory ; Congrès SPE/ISRM rock mechanics in petroleum engineering : Trondheim, 8-10 July 1998 EUROCK 98. Symposium, Trondheim, Norvège (1998-07-08) ; 23 ref. (Fiche Inist/CNRS)..
Le risque sismique pour les installations offshore a été évalué au Royaume-Uni via dix ans de « surveillance sismologique de la mer du Nord » (de 1979 à 1989) réalisé par le British Geological Survey, en lien avec le Bergen Seismological Observatory. Cette surveillance visait : à étudier les liens entre structures géologiques et séismes en mer du Nord ; à fournir des données sur les spécificités du « séisme majeur » pouvant survenir sur cette zone ; à démontrer, dans des cas particuliers avec des données objectives, la cause probable de .
Sur la base des données historiques, de relevés sismiquesExemple pour 1982-1984 : « Global seismology Report », Catalogue of British earthquakes ; recorded by the BGS sismograph network 1982, 1983, 1984] ; PDF, 54 pages, avril 1985, Ed : T. Turbitt. et d'un catalogueexemple pour la période 1980-1984 : « Catalogue of North Sea Earthquakes 1980 to 1984, Brief Project Summary: British Geological Survey, Global Seismology », Global Seismology Research Group Reports 246, 1985-25 p., par R. H. Newmark, T. Turbitt, British Geological Survey. Global Seismology Research Group. récent et fiable des séismes en mer du Nord, l'étude faite pour le HSE (Health and safety executive) a conclu que des séismes de magnitude 4,1 à 4,4 sur l'échelle de Richter ont une probabilité annuelle d'occurrence de 0,7 en mer du NordPC Marrow, « Seismic monitoring of the north sea », rapport OTH 90 323, préparé par le Global seismology for Health and safety executive (HSE), Offshore technology, report, PDF, 59 pages, 1991 ..