Réalisée par Benjamin Franklin (1706 - 1788), la première carte connue du Gulf Stream date de 1769. Pour cela, le scientifique américain interroge des marins qui utilisaient le courant pour naviguer plus rapidement de l’Amérique du Nord vers l’Europe. Benjamin Franklin représente alors le Gulf Stream comme une sorte de fleuve océanique, dont les bords sont droits et continus. Ce n’est qu’au cours du XXe siècle, que les scientifiques découvrent que les courants marins génèrent dans leur sillage des turbulences sous forme de tourbillons. Plus tard, en grande partie grâce aux technologies du domaine spatial, les océanographes réalisent que ces tourbillons, plus prononcés et plus nombreux dans les grands courants, sont présents partout dans les océans.

Loin d’être des curiosités océaniques, les tourbillons jouent un rôle majeur dans le brassage des eaux de surface et plus profondes, permettant leur mélange. Grâce aux importants échanges de chaleur entre l’océan et l’atmosphère, ils transportent la chaleur de la surface vers les profondeurs, jouant ainsi un rôle important dans la régulation du climat. En mélangeant également CO₂ et sels nutritifs dissous dans l’eau, les tourbillons structurent l’environnement dans lequel vivent les animaux marins, qui les utilisent pour se nourrir, se réchauffer, ou se déplacer.

Depuis le début des années 1990, les satellites altimétriques comme Topex/Poséidon, Jason 1, 2 et 3 ou Sentinel-6 Michael Freilich, combinés à leurs homologues ERS, Envisat, Sentinel-3, CryoSat, SARAL, ou HY, ont permis de dénombrer des centaines de milliers de tourbillons.
D’une durée de vie de quelques semaines à plus d’un an, ils sont visibles dans les données de hauteur de mer sous forme de bosses et de creux à la surface. Ces reliefs, pouvant aller jusqu’à 1 m de haut ou de creux, correspondent à des zones plus ou moins chaudes que l’océan environnant. Cependant, même en combinant les mesures d’une dizaine de satellites différents, il n’est pas possible de voir des tourbillons de moins d’une centaine de kilomètres de diamètre. Or, d’autres techniques, satellites ou bouées (notamment localisées par satellite), ont montré qu’il en existe de plus petits.

Grâce à la haute résolution de ses mesures et la large fauchée de son instrument principal, KaRIn, la mission SWOT développée par le CNES et le JPL, laboratoire de la NASA, détecte des tourbillons dix fois plus petits que ne le pouvaient les missions d'altimétrie précédentes.

Sur l’image ci-dessus, acquise au large des Etats-Unis dans le courant du Gulf Stream, SWOT nous livre l’observation de deux tourbillons, en rouge en haut et en bleu en bas, de 30 à 50 kilomètres de diamètre chacun. Entre les deux, plusieurs tourbillons de quelques kilomètres seulement sont observés : des données inédites acquises lors d’un seul passage du satellite au-dessus de la zone.

Cette nouvelle vision des océans devrait aider à comprendre le rôle des petits tourbillons dans le climat, mais aussi la relation de ces petits phénomènes entre eux et leur lien avec les courants océaniques. Elle offre une nouvelle dimension à l’étude des océans, permettant aussi d'étudier la création d’environnements favorables aux espèces marines.