Lorsque les mers polaires gèlent et que la glace se forme, ce n’est pas uniquement dû à l’air froid qui refroidit la surface de l’eau. Plus important encore, l’eau chaude est empêchée de remonter à la surface depuis les profondeurs de l’océan, en raison de la salinité beaucoup plus faible de l’eau de surface. Des chercheurs de l’Université de Göteborg et d’ailleurs ont décrit cet effet dans une nouvelle étude scientifique.
La glace de mer se forme dans les régions polaires parce qu’il fait si froid en hiver. Cependant, l’eau froide est plus lourde que l’eau chaude, donc l’eau réfrigérée doit couler et ne pas rester à la surface. Ce naufrage devrait ramener l’eau plus chaude à la surface, empêchant la glace de se former dans les océans. Des chercheurs de l’Université de Göteborg et d’ailleurs présentent maintenant une explication pour expliquer pourquoi il n’en est pas ainsi. L’étude est présentée dans la revue Avancées scientifiques.
« La salinité de l’eau de surface est plus faible, grâce à l’apport d’eau douce provenant de la fonte des glaces aux pôles et des précipitations vers l’océan. La différence de salinité entre l’eau de surface et l’eau plus profonde est un facteur important pour la formation de la glace de mer à basse température aux pôles. Sans la différence de salinité, l’eau ne se serait pas stratifiée, conduisant à un brassage continu de l’eau de mer, empêchant ainsi la formation de glace », explique Fabien Roquet, professeur d’océanographie physique à l’Université de Göteborg. .
La différence de salinité crée un « couvercle »
La surface de l’eau, avec sa salinité plus faible, crée un « couvercle » qui empêche l’eau chaude de remonter à la surface. Sans ce couvercle, les températures polaires froides ne seraient pas suffisantes pour geler de l’eau plus chaude en mouvement continu.
La force de ce couvercle de salinité est due aux propriétés uniques de l’eau de mer. En eau douce, l’eau qui est inférieure à 4 degrés Celsius a une densité plus faible et reste donc à la surface et gèle en glace, sans se mélanger avec l’eau des plus grandes profondeurs. Dans l’océan, l’eau salée a une densité qui est la plus faible exactement au point de congélation, autour de -2 degrés Celsius. Cependant, la densité de l’eau varie beaucoup moins avec la température dans une eau froide que lorsqu’elle est plus chaude, ce qui est très inhabituel pour un fluide.
La banquise inhibe l’effet de serre
« Plus on se rapproche des pôles, plus la salinité est importante pour limiter le brassage et uniformiser la température de l’eau dans l’ensemble de l’eau », précise Fabien Roquet.
Cette découverte montre à quel point les propriétés particulières de la molécule d’eau sont importantes pour le climat de la Terre. L’échange de chaleur entre l’océan et l’atmosphère est affecté non seulement par les différences de température, mais aussi par la salinité de l’océan. Sans ce fait, il serait impossible que la glace de mer se forme davantage. La glace de mer est elle-même un facteur important pour empêcher l’effet de serre, car elle réfléchit la lumière du soleil.
« Avec le réchauffement climatique, nous assistons à une diminution de la banquise, ce qui nuit à la capacité des mers polaires à maintenir le » couvercle « de salinité inférieure qui empêche le carbone de monter dans l’atmosphère. Mais en même temps, un temps plus chaud peut conduire à augmentation de l’eau douce dans les mers polaires à mesure que les glaciers fondent et que les précipitations augmentent potentiellement. La différence de salinité peut alors augmenter, ce qui peut contribuer à soutenir la formation de glace de mer. Mais il est difficile de prédire quel effet sera dominant ; nous devons juste attendre et voir, » raconte Fabien Roquet.
Plus d’information:
Fabien Roquet, Propriétés uniques de dilatation thermique de l’eau clé de la formation de la banquise sur Terre, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abq0793. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq0793