Une fleur de plancton tourbillonne dans l'eau sombre. Les courants d'eau profonde apportent des nutriments jusqu'aux eaux de surface éclairées par le soleil, alimentant la croissance et la reproduction de ces minuscules plantes. Crédit :NASA
Les chercheurs ont trouvé un moyen de cartographier les changements de vitesse des courants océaniques profonds en utilisant le matériau le plus modeste - la boue. L'approche, rapporté dans le journal Recherche en haute mer, partie I , pourrait fournir aux scientifiques une meilleure base pour comprendre le comportement des anciens courants océaniques et, à une époque d'appréhension croissante face au changement climatique, pourrait les aider à juger quel niveau de fluctuation peut être considéré comme une source de préoccupation.
Agissant comme des tapis roulants géants, les courants océaniques transportent l'eau réchauffée par les puissants rayons du soleil au-dessus de l'équateur vers les pôles. Au fur et à mesure que l'eau se refroidit et libère sa chaleur dans l'atmosphère, les régions du Nord et du Sud profitent de l'air chaud. À son tour, les courants régulent les températures le long de l'équateur en offrant une voie d'évacuation pour une partie de la chaleur.
La vitesse des courants océaniques est extrêmement variable, mais les scientifiques sont de plus en plus préoccupés par le fait que le changement climatique causé par l'homme modifie leur flux naturel. Si la hausse des températures de la mer et l'augmentation des niveaux d'eau douce provenant de la fonte des calottes glaciaires ralentissent les courants, cela pourrait faire des ravages sur les systèmes météorologiques mondiaux et entraver le rôle vital qu'ils jouent dans la lutte contre la répartition inégale du rayonnement solaire qui atteint la surface de la Terre.
Afin de bien comprendre ce qui arrive aux courants aujourd'hui et si c'est extraordinaire, les chercheurs doivent se faire une idée de la façon dont ils se sont comportés au fil du temps.
Les courantomètres modernes en acier et en plastique n'ont été largement utilisés pour suivre les courants loin sous la surface que depuis les années 1960, pour avoir une idée de la façon dont les courants fluctuent naturellement sur de longues périodes, les scientifiques s'appuient sur des proxys - tels que les changements au fil du temps dans la radioactivité naturelle des particules.
Maintenant, nouvelle recherche dirigée par le professeur Nick McCave, Fellow au St John's College et professeur émérite au Département des sciences de la Terre, Université de Cambridge, a trouvé un moyen d'utiliser la taille des particules de boue déposées au fond de l'océan pour mesurer les changements dans la vitesse à laquelle les courants océaniques s'écoulent, offrant un autre moyen pour les scientifiques d'identifier les modèles dans les vitesses des courants anciens.
Les courants ramassent et transportent des particules de boue, laissant tomber les grains plus gros lorsqu'ils ralentissent. Heures supplémentaires, un enregistrement de la taille des particules déposées au fond de l'océan s'accumule dans les couches de sédiments.
Pour l'étude, McCave a visité divers gisements de boue d'eau profonde près de la côte est des États-Unis, L'Islande et le Portugal où des courantomètres modernes sont en service. Des navires de recherche, les chercheurs ont envoyé des instruments à des profondeurs allant jusqu'à quatre kilomètres sous l'eau et ont extrait des « carottes » ou des échantillons de sédiments, du fond de l'océan.
Le taux moyen de sédimentation dans les océans du monde est d'environ deux à trois centimètres par mille ans, mais dans les monticules de boue McCave étudiait jusqu'à 50 centimètres est déposé par mille ans, fournissant aux chercheurs une coupe transversale de couches de sédiments avec une image beaucoup plus clairement définie de la façon dont les strates de particules de boue correspondent aux périodes de temps.
McCave a obtenu les enregistrements des courantomètres et les a examinés pour une vitesse d'écoulement moyenne. Puis, des noyaux, il a pris les deux premiers centimètres de sédiment et a recherché de minuscules particules mesurant plus de 10 microns, où un micron est égal à un millionième de mètre.
En comparant la taille des grains de boue aux données des courantomètres, McCave a pu calibrer la relation entre la taille des particules de boue et la vitesse actuelle.
McCave a déclaré:"Bien que l'étalonnage n'ait pas été assez précis pour dire quelle était la vitesse actuelle exacte au cours d'une année spécifique de l'histoire, il peut donner une mesure précise de la variation de la vitesse du courant entre deux points dans le temps, par exemple entre une ère glaciaire et une période chaude comme aujourd'hui. C'est environ 20, 000 ans. Mais la variabilité du courant atlantique depuis le début des années 1800 peut également être suivie et démontrée être étroitement liée aux changements de température.
« L'utilisation de la boue comme courantomètre nous donne un autre moyen d'examiner les tendances à long terme et pourrait entraîner une amélioration de la modélisation informatique qui intègre mieux le flux océanique profond. Nous savons que les vitesses des courants océaniques peuvent varier énormément, mais le fait d'avoir des données qui montrent des schémas remontant plus loin dans le temps que les 50 dernières années pourrait nous dire quel niveau de fluctuation devrait déclencher l'alarme."