Trois espèces partagent ces eaux : le dauphin commun, le dauphin bleu et blanc et le grand dauphin (souffleur). Les globicéphales passent par là en été. Des orques sont observées près de Tarifa presque chaque année entre juillet et septembre.
Le détroit lui-même mesure quatorze kilomètres de large à son point le plus étroit. L'eau atlantique, froide et riche en nutriments, s'écoule vers l'est en surface, tandis que l'eau méditerranéenne, plus dense, glisse vers l'ouest en profondeur, et la friction entre ces deux couches fait remonter les nutriments. Les bancs de sardines et d'anchois se rassemblent à cette limite. Les dauphins suivent ces bancs. C'est le mécanisme à l'origine de l'observation des dauphins à Gibraltar — ce n'est pas une question de chance, mais un phénomène océanographique prévisible qui se répète deux fois par jour avec la marée.
Les opérations commerciales d'observation des dauphins à Gibraltar ont débuté au début des années 1990, lorsque quelques capitaines ont transformé leurs bateaux de pêche pour organiser des sorties l'après-midi au départ de la marina. Les opérateurs naviguent désormais depuis Marina Bay, à Gibraltar, en respectant un code de conduite qui limite la distance d'approche, interdit de couper la trajectoire d'un groupe et plafonne le nombre de navires à proximité d'un même groupe. Le tarif adulte habituel est de 28 GBP. La plupart des excursions d'observation des dauphins à Gibraltar ont lieu de 09h30 à 18h45, sept jours sur sept.
Ce qui distingue une croisière aux dauphins à Gibraltar de la plupart des excursions marines est son échelle. Les bateaux s'éloignent rarement de plus de trois kilomètres de la jetée du port. La face nord du rocher se dresse directement derrière, avec 426 mètres de calcaire jurassique, et les montagnes du Rif au Maroc sont visibles de l'autre côté de l'eau par temps clair. Les passagers observent les cétacés avec pour toile de fond deux continents et un port en activité simultanément.
Les relevés scientifiques sont ici exceptionnellement longs. Les chercheurs photographient les ailerons dorsaux dans la baie depuis les années 1990, constituant des catalogues d'identification qui permettent de suivre les individus au fil des décennies. Plusieurs grands dauphins ont été reconnus dans les mêmes eaux pendant plus de vingt ans. Cette continuité offre aux opérateurs ce qui manque à la plupart des excursions animalières : un recensement authentique. Toute personne comparant les excursions d'observation des dauphins à Gibraltar constatera que les signalements sont étayés par ces données, ainsi que par plus de trois décennies de journaux de bord accumulés conservés à la marina.
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