Notre nouvelle recherche dans l’Antarctique suggère que la couche vitale d’eau froide au fond de la mer, qui circule autour du globe et influence la capacité de l’océan à continuer d’absorber une grande partie de l’augmentation de la chaleur atmosphérique et des émissions de gaz à effet de serre, se réchauffe et se rétrécit.
Une grande partie de cela est le résultat du changement climatique d’origine humaine, qui fait fondre les plates-formes de glace de l’Antarctique et perturbe le système complexe qui contrôle cette circulation. Mais il semble, en ce qui concerne les 30 dernières années, qu’un cycle naturel soit en partie responsable des changements observés.
L’océan a absorbé plus de 90% de la chaleur excédentaire et autour 30% du dioxyde de carbone supplémentaire les humains ont généré depuis le début de l’ère industrielle. Cela a considérablement réduit l’impact du changement climatique à la surface de la Terre où nous vivons.
La majeure partie de cet échange de gaz et de chaleur entre l’atmosphère et l’océan se produit dans l’océan Austral autour de l’Antarctique par le mouvement vertical complexe de l’eau. L’un des principaux moteurs de ce mouvement vertical est la production de ce que les océanographes appellent les eaux de fond de l’Antarctique.
Autour de la côte antarctique, l’eau de mer proche du point de congélation entre en contact avec l’air beaucoup plus froid et gèle dans la glace de mer, expulsant le sel et consommant de l’eau douce pour laisser de l’eau froide, salée et dense.
La grande majorité de cette eau dense est produite à quelques endroits seulement autour de l’Antarctique. À ces endroits, le vent soufflant du continent glacial éloigne continuellement la glace de mer nouvellement formée des plates-formes de glace environnantes pour créer des zones d’eau libre appelées polynies.
Ces fabriques de glace de polynie produisent de grands volumes d’eau froide et salée qui dévalent le talus continental de l’Antarctique comme une chute d’eau sous-marine jusqu’au fond de l’océan. Une fois là-bas, les eaux de fond de l’Antarctique, la masse d’eau la plus profonde et la plus dense du monde et la plus grande de son genre, se répandent autour du globe, stockant le carbone de l’atmosphère pendant des centaines, voire des milliers d’années.
Au fur et à mesure que l’eau du fond de l’Antarctique se déplace vers le nord le long du fond marin, elle entraîne le grand convoyeur océanique, également connu sous le nom de bouleversement de la circulation: courants qui redistribuent la chaleur, le carbone et les nutriments autour des bassins océaniques et régulent le climat mondial.
Nos nouvelles recherches ont utilisé des observations de navires et de satellites pour révéler que le volume d’eau du fond de la mer de Weddell, le secteur atlantique de l’océan Austral et l’un des plus grands producteurs de cette masse d’eau, a diminué de plus de 20 % au cours des 30 dernières années. années, entraînant un réchauffement de la mer de Weddell profonde quatre fois plus rapide que la moyenne mondiale.
Nos preuves suggèrent que l’affaiblissement des vents du large dans la région est à l’origine du rétrécissement des polynies et de la diminution de l’eau froide, dense et salée qui alimente les eaux de fond de l’Antarctique et entraîne le convoyeur océanique mondial. Cela pourrait ralentir la circulation de renversement profond, avec de profondes implications pour le système climatique.
Études précédentes ont lié le ralentissement du convoyeur océanique mondial à la formation d’eau moins froide et dense dans l’océan Austral en raison de l’augmentation de l’eau de fonte des plates-formes de glace. Bien que le changement climatique d’origine humaine soit important, nos nouvelles recherches suggèrent que la variabilité naturelle du vent et de la glace de mer est également importante.
Que se passe-t-il avec le vent dans la mer de Weddell ?
Des vents plus faibles soufflant au large dans le sud de la mer de Weddell au cours des 30 dernières années ont limité la taille de la polynie côtière, qui à son tour a produit moins de glace de mer.
Nous avons constaté que ce changement de vent semble être lié aux changements de température de surface sur le Pacifique tropical au cours de la même période, faisant partie d’un cycle naturel similaire à El Niño, connu sous le nom d’oscillation pacifique interdécennale.
L’oscillation des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical est suffisamment forte pour affecter la pression atmosphérique locale et même influence le vent des deux côtés de la péninsule antarctique. Cela signifie que la tendance des vents de la mer de Weddell et la formation des eaux de fond de l’Antarctique qui en résulte au cours des 30 dernières années peuvent également faire partie d’un cycle naturel plus long.
Si c’est naturel, faut-il arrêter de s’inquiéter ?
Les observations à bord des navires nous ont aidés à montrer que la couche d’eau inférieure se réchauffe et s’amincit partout autour de l’Antarctique depuis des décennies. Dans les régions autres que la mer de Weddell, les deux prédictions du modèle et observations suggèrent que cela peut s’expliquer par l’augmentation de l’eau douce provenant de la fonte des plates-formes de glace de l’Antarctique, ce qui perturbe la formation d’eau salée et dense qui coulerait autrement.
Un changement similaire a été trouvé dans la couche d’eau inférieure de la mer de Weddell, bien que les plates-formes de glace ici ne fondent pas presque aussi rapidement comme ailleurs dans l’Antarctique. C’est principalement parce que l’usine de glace de mer polynie près de la côte maintient généralement à distance les eaux plus chaudes de l’océan Austral.
Bien que notre étude suggère que les changements dans la mer de Weddell sont le résultat de la variabilité naturelle du système terrestre, ils font également partie d’une tendance à l’échelle de l’Antarctique qui n’est pas aussi clairement expliquée par des causes naturelles. En fait, le rafraîchissement et le rétrécissement des eaux de fond sont conformes aux prédictions scientifiques concernant la fonte de la calotte glaciaire. Les observations satellitaires ont montré une perte constante de masse de la calotte glaciaire depuis 2002.
Les modèles sont l’un des meilleurs outils pour traduire les connaissances actuelles de la physique et les conditions présentes et passées en une compréhension du climat futur. Mais leur représentation de nombreux processus importants, tels que la formation des eaux de fond de l’Antarctique, est souvent incomplète. Il faut donc des recherches continues pour faire progresser notre compréhension du fonctionnement du système terrestre et affiner les projections de l’avenir.
De plus en plus de preuves indiquent que la calotte glaciaire de l’Antarctique est vulnérable au réchauffement climatique et que la fonte de ce grand réservoir de glace perturbera la circulation de renversement qui s’étend à travers l’océan mondial. Cela perturbera le climat et accélérera l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale.
En tant que scientifiques qui étudient l’interaction complexe entre l’océan, la calotte glaciaire et l’atmosphère autour de l’Antarctique, nous espérons que continuer à affiner notre compréhension du système terrestre et des projections climatiques futures aidera à informer les décideurs. Des efforts systématiques sont nécessaires pour réduire immédiatement les émissions de gaz à effet de serre et ralentir le rythme du réchauffement climatique.
Plus d’information:
Shenjie Zhou et al, Ralentissement de l’exportation des eaux de fond de l’Antarctique en raison des changements climatiques du vent et de la glace de mer, Changement climatique naturel (2023). DOI : 10.1038/s41558-023-01695-4
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