Dans les profondeurs froides du fond marin, Les eaux de fond de l'Antarctique font partie d'un système circulatoire mondial, fournir de l'oxygène, des eaux riches en carbone et en nutriments aux océans du monde. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques surveillent les changements dans ces eaux. Mais une nouvelle étude de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) suggère que ces changements sont eux-mêmes en train de changer de manière inattendue, avec des conséquences potentiellement importantes pour l'océan et le climat.

Dans un article publié le 25 janvier dans Avancées scientifiques , une équipe dirigée par les océanographes de l'OMSI Viviane Menezes et Alison Macdonald rapporte que les eaux de fond de l'Antarctique (AABW) se sont rafraîchies à un rythme surprenant entre 2007 et 2016, un changement qui pourrait altérer la circulation océanique et finalement contribuer à l'élévation du niveau de la mer.

"Si vous changez la circulation, tu changes tout dans l'océan, " dit Ménezès, chercheur postdoctoral WHOI et auteur principal de l'étude. La circulation océanique entraîne le mouvement des eaux chaudes et froides dans le monde, il est donc essentiel pour stocker et réguler la chaleur et joue un rôle clé dans la température et le climat de la Terre. "Mais nous n'avons pas encore toute l'histoire. Nous avons de nouvelles pièces, mais nous n'avons pas tout le puzzle."

L'énigme elle-même n'est pas nouvelle :des études antérieures suggèrent que l'AABW subit des changements importants depuis des décennies. Depuis les années 1990, un programme international d'enquêtes répétées a périodiquement échantillonné certains bassins océaniques du monde entier pour suivre la circulation et les conditions à ces endroits au fil du temps. Le long d'une chaîne de sites, ou "gares, " qui s'étend de l'Antarctique au sud de l'océan Indien, les chercheurs ont suivi les conditions d'AABW - une couche d'eau profondément froide inférieure à 0°C (elle reste liquide en raison de sa teneur en sel, ou salinité) qui traverse l'océan abyssal, se mélangeant aux eaux plus chaudes lorsqu'il circule autour du globe dans l'océan Austral et vers le nord dans les trois grands bassins océaniques.

L'AABW se forme le long des banquises antarctiques, où les vents forts refroidissent les étendues d'eau ouvertes, appelées polynies, jusqu'à ce qu'une partie de l'eau gèle. Le sel dans l'eau ne gèle pas, cependant, donc l'eau de mer non gelée autour de la glace devient plus salée. Le sel rend l'eau plus dense, le faisant couler au fond de l'océan.

"Ces eaux sont considérées comme le fondement de la circulation océanique mondiale à grande échelle, " dit Macdonald, un spécialiste de recherche principal de l'OMSI et co-auteur de l'étude. « L'eau du fond de l'Antarctique tire ses caractéristiques de l'atmosphère, par exemple, du carbone et de l'oxygène dissous et les envoie profondément dans l'océan. Puis, comme l'eau se déplace autour du globe, il se mélange à l'eau qui l'entoure et ils commencent à partager les propriétés de l'autre. C'est comme prendre une profonde inspiration et la laisser aller très lentement, sur des décennies, voire des siècles."

Par conséquent, le flux glacial joue un rôle essentiel dans la régulation de la circulation, Température, et la disponibilité de l'oxygène et des nutriments dans les océans du monde, et sert à la fois de baromètre du changement climatique et de facteur pouvant contribuer à ce changement.

Une étude antérieure utilisant les données d'enquêtes répétées a révélé que l'AABW s'était réchauffé et rafraîchi (devenu moins salin) entre 1994 et 2007. Lorsque Macdonald et Menezes ont revisité la ligne de stations, ils ont mesuré comment AABW a changé au cours des années qui ont suivi.

Durant l'été austral 2016, ils ont rejoint l'équipage du navire de recherche R/V Revelle et ont navigué vers le nord de l'Antarctique à l'Australie, braver de fréquentes tempêtes pour prélever des échantillons tous les 30 milles nautiques. Dans un laboratoire à bord, ils ont analysé les échantillons à l'aide des données des capteurs de conductivité-température-profondeur (CTD), qui mesurent la salinité de l'eau, température et autres propriétés, avec le soutien de la co-auteur de l'étude Courtney Schatzman de la Scripps Institution of Oceanography, qui a traité les données brutes.

L'équipe a constaté que la tendance au réchauffement précédemment détectée s'est poursuivie, mais à un rythme un peu plus lent. La plus grosse surprise, cependant, était son manque de salé:AABW dans cette région est devenu plus frais quatre fois plus vite au cours de la dernière décennie qu'il ne l'a fait entre 1994 et 2007.

"Je pensais, 'Oh wow!' quand j'ai vu le changement de salinité, " a déclaré Menezes. " Vous collectez les données et parfois vous passez 2 à 3 ans pour trouver quelque chose, mais cette fois nous savions ce que nous avions en quelques heures, et nous savions que c'était très inattendu."

Un tel changement, était-ce mondial, pourrait perturber considérablement la circulation océanique et le niveau des mers.

"Plus l'eau est fraîche et chaude, moins il sera dense, et plus il s'étendra et prendra plus de place - et cela conduit à une élévation du niveau de la mer, " dit Macdonald. " Si ces eaux ne coulent plus, cela pourrait avoir des effets de grande envergure sur les modèles de circulation océanique mondiale. »

Des questions subsistent quant à la cause du changement. Menezes et Macdonald émettent l'hypothèse que le rafraîchissement pourrait être dû à un récent événement qui a modifié le paysage. En 2010, un iceberg de la taille de Rhode Island est entré en collision avec la langue du glacier Mertz en Antarctique, se tailler un plus que 1, pièce de 000 milles carrés et remodeler le paysage glaciaire de la côte George V/Adelie Land, où l'on pense que l'AABW observé dans cette étude se forme. La fonte qui a suivi a considérablement rafraîchi les eaux là-bas, ce qui a peut-être également rafraîchi l'AABW. Des études futures pourraient utiliser une analyse chimique pour retracer les eaux jusqu'au site de la collision et du vêlage et confirmer l'hypothèse.