Au milieu des années 1970, une vaste zone libre de glace dans la mer de Weddell à l'est de la péninsule antarctique a été observée par satellite pendant l'hiver. Maintenant, 40 ans plus tard, le phénomène réapparaît. Sa récurrence soutient les études de modèles climatiques par un groupe de recherche du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, qui a identifié la soi-disant polynie comme faisant partie de la variabilité naturelle du climat et a expliqué ses causes et ses effets dans plusieurs publications ces dernières années.

Actuellement, l'hiver a toujours une emprise ferme sur l'Antarctique. A cette époque de l'année, la mer de Weddell est généralement recouverte d'une épaisse couche de glace de mer. Malgré les températures glaciales de la région, les images satellites montrent une grande zone libre de glace au milieu de la couverture de glace. La superficie du trou dans la glace est plus grande que les Pays-Bas et elle fascine les chercheurs en climatologie et polaires du monde entier. Les scientifiques du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel surveillent de près les développements. « Pour nous, cette zone libre de glace est un nouveau point de données important que nous pouvons utiliser pour valider nos modèles climatiques. Son apparition après plusieurs décennies confirme également nos calculs précédents, " dit le Dr Torge Martin, météorologue et modélisateur du climat au sein de la Division de Recherche GEOMAR "Circulation des Océans et Dynamique du Climat".

Les chercheurs polaires font référence à une vaste zone libre de glace dans des mers autrement gelées avec le mot russe « polynie ». Dans l'Arctique et l'Antarctique, des polynies se produisent régulièrement, mais généralement dans les régions côtières. Ils jouent un rôle important dans la formation de la nouvelle banquise et des eaux profondes. En pleine mer, cependant, les polynies sont rares. La soi-disant polynie de Weddell n'a été observée qu'une seule fois à l'époque des satellites, à savoir au milieu des années 1970. « A cette époque, la communauté scientifique venait de lancer les premiers satellites qui fournissaient des images de la couverture de glace de mer depuis l'espace. Les mesures sur site dans l'océan Austral nécessitent encore d'énormes efforts, donc ils sont assez limités, " dit le Dr Martin.

Néanmoins, la polynie de Weddell est raisonnablement bien comprise. "L'océan Austral est fortement stratifié. Une couche d'eau très froide mais relativement douce recouvre une masse d'eau beaucoup plus chaude et salée, agissant ainsi comme une couche isolante, " explique le Pr Dr Mojib Latif, chef de la division Recherche de GEOMAR. Sous certaines conditions, l'eau chaude de la couche inférieure peut atteindre la surface et faire fondre la glace. "C'est comme ouvrir une soupape de surpression - l'océan libère alors un surplus de chaleur dans l'atmosphère pendant plusieurs hivers consécutifs jusqu'à ce que le réservoir de chaleur soit épuisé, " ajoute le professeur Latif.

Pourtant, deux questions majeures demeurent :à quelle fréquence la polynie se produit-elle et le changement climatique influence-t-il ce processus ? "S'il n'y a pratiquement pas d'observations, les modèles informatiques permettent de simuler les interactions entre l'océan, l'atmosphère et la banquise, " explique le Dr Annika Reintges, premier auteur de la plus récente étude du groupe de Kiel sur ce sujet. Les modèles appliquent des lois physiques fondamentales pour simuler le climat. Les données réelles telles que la bathymétrie et les observations climatiques réelles utilisées comme point de départ fournissent un cadre dans lequel les modèles fonctionnent.

Cependant, les incertitudes des données conduisent à une gamme de résultats. "Par conséquent, nous essayons toujours de comparer les simulations avec des phénomènes réels pour améliorer les modèles. Malheureusement, de nombreuses séries de données sont trop courtes pour évaluer la variabilité climatique simulée avec des périodes de plusieurs décennies. Nous comparons donc également les modèles entre eux, " dit le Dr Reintges.

Des scientifiques américains ont calculé que la polynie de Weddell ne se reproduirait probablement plus à cause du changement climatique. Des niveaux de précipitations plus élevés dans la région et la fonte des glaces découpleraient la surface des couches d'eau plus profondes. Cependant, dans plusieurs études appliquant le « Kiel Climate Model » et d'autres modèles informatiques, le groupe de recherche de Kiel a décrit la polynie comme faisant partie de la variabilité naturelle à long terme, qui se reproduirait tôt ou tard. "Le fait que maintenant un grand, zone libre de glace peut être observée dans la mer de Weddell confirme notre théorie et nous donne un autre point de données pour d'autres études de modèle, " dit le Dr Martin.

En général, les climatologues de GEOMAR, comme de nombreux collègues dans le monde, sont soucieux de différencier la variabilité naturelle du climat des changements causés par l'homme. "Le réchauffement climatique n'est pas un processus linéaire et se produit en plus de la variabilité interne inhérente au système climatique. Mieux nous comprenons ces processus naturels, mieux nous pourrons identifier l'impact anthropique sur le système climatique", reprend le professeur Latif.