La plupart d’entre nous savent à quoi ressemble une vague de chaleur sur terre : une chaleur étouffante pendant des jours. Mais les océans subissent également des vagues de chaleur. Lorsque la température de l’eau dépasse un seuil saisonnier pendant cinq jours ou plus, on parle de canicule marine. Ils causent leurs pires dégâts en été, lorsque l’océan est déjà le plus chaud, mais ils peuvent survenir à tout moment de l’année.
Plus de 90 % de la chaleur piégée par les gaz à effet de serre a entré dans nos océans. Il n’est donc pas surprenant que les vagues de chaleur marines deviennent beaucoup plus intenses et plus fréquentes. Cette année a été hors du commun. Depuis avril de cette année, la température moyenne des océans de la planète a été le plus élevé jamais enregistré.
Depuis les années 1980, les satellites ont révolutionné les sciences océaniques en permettant de mesurer quotidiennement la température des océans. Mais les satellites regardent d’en haut. Ils ne peuvent pas voir ce qui se passe sous la surface.
Notre nouvelle recherche Publié dans Communications Terre et Environnement explore ce qui se passe dans les eaux plus profondes. Il s’avère que les vagues de chaleur marines ne se limitent pas à la surface. Lors des vagues de chaleur marines les plus dévastatrices, la chaleur peut pénétrer jusqu’au fond marin. Il est remarquable que certaines vagues de chaleur n’affectent que les fonds marins.
Pourquoi les vagues de chaleur marines profondes sont-elles importantes ?
Même si nous ne voyons généralement des créatures marines qu’à la surface de l’océan, il y a de la vie tout en bas. Dans les fonds marins les moins profonds du plateau continental – les parties englouties de nos continents – vivent des poissons, des lits de varech, des éponges, des coraux d’eau froide, des coquillages et des crustacés.
Ces océans peu profonds ont en moyenne moins de 100 mètres de profondeur. Lorsque le plateau se termine, il y a généralement une pente abrupte vers les profondeurs de l’océan, où se trouvent des kilomètres d’eau entre la surface et le fond marin.
Les vagues de chaleur marines nuisent à la vie dans les mers recouvrant le plateau continental. Les créatures ici sont sensibles aux températures extrêmes, tout comme celles de la surface. Mais pour eux, le terme « extrême » est différent de ce que nous considérons comme extrême. Si vous avez l’habitude d’arroser à 12℃, une canicule à 15℃ peut être dévastatrice.
Lorsque des vagues de chaleur marines frappent, elles peuvent tuer. Plus d’un milliard de créatures marines sont mortes au cours d’une canicule unique au large des côtes occidentales des États-Unis et du Canada en 2021. Cette année, des vagues de chaleur extrêmes ont frappé une grande partie des océans au cours de l’été nordique.
Les poissons et autres créatures capables de se déplacer le font, se dirigeant vers les pôles ou plus profondément à la recherche d’eau plus fraîche. Ceux qui ne le peuvent pas doivent l’endurer ou mourir. Les vagues de chaleur peuvent déclencher des migrations. De nouvelles espèces arrivent, cherchent refuge et peuvent altérer l’écosystème.
Nous ne savons pas grand-chose sur les vagues de chaleur marines plus profondes
Les mers couvrant le plateau continental sont relativement peu profondes par rapport aux kilomètres d’eau des océans profonds. Mais même ainsi, il est impossible de voir ce qui se passe en dessous à l’aide de satellites ou radar haute fréquence.
La mer est un environnement hostile. Les instruments sont soumis à une eau salée corrosive à haute pression et à des organismes marins comme les huîtres et les éponges qui s’y déposent. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous ne disposons que de données très limitées sur les tendances à long terme des températures sous la surface. Mais ces enregistrements sont essentiels pour calculer les températures typiques pour la période de l’année et déterminer ce qui constitue un extrême.
L’Australie est l’un des rares pays à générer ce type de données précieuses à long terme. Au large de la côte sud-est se trouvent de nombreux mouillages océanographiques : un collection de capteurs ancré au fond. L’un d’eux mesure les températures quotidiennes depuis la surface jusqu’au fond marin, à 65 mètres de profondeur, depuis 1993.
Nos recherches antérieures ont révélé que les vagues de chaleur marines en profondeur peuvent en réalité être plus intense et dure plus longtemps par rapport à la surface. Mais pourquoi?
Dans notre nouvelle recherche, nous avons examiné de près les données de température. Nous avons découvert que les vagues de chaleur marines se présentent sous différents types et ont des causes différentes. Nous avons également constaté que certains types de vagues de chaleur marines sont plus probables au cours de certaines saisons.
Par exemple, les vagues de chaleur marines hivernales s’étendent souvent de la surface aux fonds marins. Ils se produisent lorsque le courant est-australien puissant, profond et chaud serpente vers l’ouest en direction de la côte. Lorsque le courant se déplace sur le talus continental, il entraîne l’eau chaude sur le plateau et près de la côte.
En été, l’Australie subit deux types de vagues de chaleur très différents dans nos océans. Les premiers se produisent lorsque le ciel est bleu. Avec peu de nuages, davantage de chaleur solaire pénètre dans les océans. Ils peuvent également se produire lorsque les vents sont plus faibles et que les océans se refroidissent moins à cause de l’évaporation. Ces vagues de chaleur se limitent à la surface et à quelques mètres en profondeur.
Ensuite, il y a le deuxième, un système de vague de chaleur très étrange qui n’apparaît qu’à proximité du fond marin. Celles-ci se produisent lorsque des vents forts créent des courants entraînant des eaux chaudes et moins profondes vers le fond. Sur la côte Est, ces courants proviennent de vents froids venus du sud. Ainsi, même si vous frissonnez à cause des vents froids de l’océan Austral, les fonds marins peuvent être étouffants à cause d’une vague de chaleur. Ces phénomènes sont peut-être les plus destructeurs pour les écosystèmes, mais ils passent presque inaperçus.
Les vagues de chaleur marines ne se créent pas de la même manière
Nos recherches ont montré que les vagues de chaleur marines se présentent sous différentes saveurs. C’est important, car cela nous permettra de mieux prédire si une vague de chaleur est sur le point de frapper nos océans. Et cela nous permettra d’anticiper quelles parties de la colonne d’eau sont sur le point d’être touchées et quels écosystèmes.
Bien entendu, ralentir le réchauffement des océans et empêcher les vagues de chaleur marines de nuire aux écosystèmes signifie réduire considérablement les émissions de carbone. Mais pendant que nous y travaillons, ces connaissances pourraient nous donner le temps de trouver des stratégies pour réduire le nombre de morts sous-marines et les dommages causés au tourisme et à la pêche, qui dépendent de la survie de ces écosystèmes.
Plus d’information:
Amandine Schaeffer et al, La stratification saisonnière et les dynamiques locales complexes contrôlent la structure souterraine des vagues de chaleur marines dans les eaux côtières de l’est de l’Australie, Communications Terre et Environnement (2023). DOI : 10.1038/s43247-023-00966-4
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