Les courants de Foucault océaniques canalisent la chaleur et le froid extrêmes vers les profondeurs remplies de vie.

Sur terre, nous connaissons les vagues de chaleur et les coups de froid. Mais les eaux profondes connaissent également des périodes prolongées de chaud et de froid.

Les vagues de chaleur et les vagues de froid marines peuvent gravement endommager les écosystèmes océaniques et les habitats tels que les récifs coralliens. Ces extrêmes peuvent également forcer les espèces à se déplacer ou à mourir et entraîner des pertes soudaines pour les pêcheries.

En recherche publié aujourd’hui dans Naturenous montrons que près de la moitié des vagues de chaleur et des vagues de froid atteignant la zone crépusculaire de l’océan – entre 200 et 1 000 mètres – sont provoquées par de grands courants de Foucault, des courants tourbillonnants qui transportent de l’eau chaude ou froide.

À mesure que les océans se réchauffent, les vagues de chaleur liées aux courants de Foucault deviennent plus intenses, tout comme les vagues de froid. Ceux-ci représentent des menaces potentielles pour la grande quantité de vie dans le monde. zone crépusculairequi abrite les vertébrés les plus abondants au monde et la plus grande migration de la planète.

La surveillance des fonds marins est difficile

Environ 90% de la chaleur piégée par les gaz à effet de serre s’est déversée dans les océans. En conséquence, les vagues de chaleur marines arrivent plus fréquemment, notamment au large de la côte est de l’Australie, de la Tasmanie, de la côte nord-est du Pacifique aux États-Unis et dans l’Atlantique Nord.

Les chercheurs s’appuient depuis longtemps sur les mesures satellitaires des températures à la surface des océans pour détecter ces événements de températures océaniques extrêmes. Les températures de surface sont directement influencées par l’atmosphère. Mais c’est différent en profondeur.

Les satellites ne peuvent pas mesurer les températures sous la surface, ce qui rend la surveillance des profondeurs marines beaucoup plus difficile.

Au lieu de cela, nous disposons d’une poignée d’amarrages à long terme – des bouées de mesure suspendues en profondeur – à travers les océans du monde. Ceux-ci sont extrêmement précieux, car ils enregistrent en permanence les températures et permettent de détecter les changements extrêmes de température.

Au cours des dernières décennies, des progrès bienvenus ont été réalisés sous la forme de flotteurs Argo, des plongeurs robotisés qui plongent à 2 000 mètres de profondeur et refont surface, échantillonnant la température et la salinité au fur et à mesure.

Les données de ces deux sources couplées aux mesures traditionnelles des navires ont rendu nos recherches possibles.

Des vagues de chaleur dans des courants de Foucault

Les données nous ont fourni deux millions de relevés de température ou « profils » de haute qualité à travers les océans du monde, sur trois décennies. Nous avons utilisé ces riches données pour découvrir le rôle des courants de Foucault.

Les tourbillons océaniques sont d’énormes boucles de courant tourbillonnant, parfois de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre et atteignant plus de 1 000 mètres de profondeur. Ils sont si grands qu’on peut les voir sur les images satellite.

Ces courants puissants peuvent pousser les eaux de surface chaudes plus profondément ou soulever les eaux froides profondes, provoquant des changements rapides de température. Les tourbillons peuvent parcourir une longue distance avant de se dissiper, emportant avec eux des masses d’eau plus froide ou plus chaude.

Nous avons découvert leur rôle dans le déclenchement de vagues de chaleur et de vagues de froid profondes en examinant chaque profil de température et en le comparant avec les tourbillons présents au même moment et au même endroit.

Cela a montré que les tourbillons jouaient un rôle majeur dans le déclenchement de vagues de chaleur et de vagues de froid marines dans les eaux de plus de 100 mètres de profondeur, en particulier dans les océans de latitude moyenne, au nord et au sud des tropiques.

Le courant est-australien transporte les eaux chaudes vers le sud le long de la côte est, déclenchant de nombreux tourbillons. Plus de 70 % des vagues de chaleur marines plus profondes dans cette zone ont en réalité eu lieu à l’intérieur des tourbillons océaniques.

Lorsque les tourbillons de ce courant tournent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, ils ont tendance à provoquer des vagues de chaleur marines, transportant l’eau chaude vers les profondeurs. Mais lorsqu’ils tournent dans le sens des aiguilles d’une montre, ils font monter les eaux froides et profondes plus haut, provoquant des vagues de froid.

Nous avons constaté que les événements de températures extrêmes liés aux tourbillons sont plus fréquents dans les grands océans. courants limitescomme les courants est-australien et Kuroshio dans le Pacifique et le Gulf Stream dans l’Atlantique. Des vagues de chaleur marines profondes se produisent également dans le courant de Leeuwin au large de l’Australie occidentale. Plus les courants de Foucault sont forts, plus ils sont susceptibles de déclencher des températures extrêmes en profondeur.

Les courants de Foucault sont le principal responsable de près de la moitié de toutes les vagues de chaleur et de vagues de froid dans les océans profonds. D’autres facteurs incluent les fronts de température océaniques dus aux forts courants océaniques et aux vagues océaniques à grande échelle.

Qu’est-ce que cela signifie pour la vie océanique ?

Jour après jour, la chaleur emprisonnée par les gaz à effet de serre se dirige vers les océans.

On pourrait s’attendre à une augmentation des vagues de chaleur marines, ce qui est effectivement le cas. Mais les coups de froid n’ont pas disparu. En fait, les extrêmes de chaleur et de froid deviennent plus intenses dans les profondeurs de l’océan à mesure que le climat change.

Nos recherches suggèrent que les courants de Foucault agissent pour amplifier les taux de réchauffement des vagues de chaleur marines et le taux de refroidissement des vagues de froid. Dans l’ensemble, les océans plus chauds entraînent des courants de Foucault plus forts, qui à leur tour peuvent déclencher d’importants changements de température sur une plus grande distance verticale.

Parce que nous pouvons détecter les tourbillons océaniques avec les satellites, nous pouvons utiliser ces recherches pour prédire quand des vagues de chaleur et des vagues de froid marines plus profondes sont probables. Cela permettra de déterminer quels écosystèmes sont susceptibles d’être touchés par une chaleur ou un froid extrême et d’évaluer les dégâts qu’ils causent.

La couche océanique affectée par ces extrêmes s’appelle la zone crépusculaire – entre 200 et 1 000 mètres de profondeur. Ces profondeurs abritent de nombreuses espèces de poissons et de plancton importants. En fait, cette zone possède plus de biomasse de poissons que le reste de l’océan réuni. Un petit poisson, le bristlemouth, est probablement le vertébré le plus abondant sur terre, comptant potentiellement dans les quadrillions– des milliers de milliards.

À la tombée de la nuit, un grand nombre de poissons, crustacés et autres créatures migrent vers la surface pour se nourrir. la plus grande migration animale sur Terre. Pendant la journée, de nombreux poissons de haute mer se dirigent vers le crépuscule pour éviter les requins, les baleines et autres prédateurs de surface.

La chaleur et le froid apportés par les tourbillons ne sont pas la seule menace qui pèse sur la zone crépusculaire. Les vagues de chaleur marines peuvent entraîner de faibles niveaux d’oxygène dans l’eau et une diminution des nutriments. Nous devrons découvrir quelle menace ces changements combinés font peser sur la vie au crépuscule.

Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.