La fonte des banquises modifie la chimie de l'océan au pôle Sud et le résultat pourrait être un changement dans les courants mondiaux et une fonte glaciaire accrue, selon les scientifiques qui créent des cartes pour alimenter les modèles de changement climatique.

Aux pôles Nord et Sud, éviers d'eau dense froide, alimentant la bande transporteuse océanique dite mondiale, un système complexe dépendant du transfert de chaleur et de la densité qui entraîne les courants océaniques à travers le monde.

Ce système régule les climats régionaux mais est menacé lorsque de grandes quantités d'eau douce - comme la glace glaciaire - tombent dans la mer. La fonte de la banquise signifie que davantage de glace glaciaire sera déversée dans l'océan, et cela risque d'éteindre le tapis roulant, car dilué, une eau salée moins dense est moins susceptible de couler.

En Antarctique, à des profondeurs comprises entre 500 et 2000 mètres, une masse d'eau salée étonnamment chaude peut être trouvée, appelé eau profonde circumpolaire. A certains endroits sous l'Antarctique, cette eau chaude entre en contact avec le dessous des banquises et fait fondre la glace. Si plus d'eau salée chaude atteint le fond des plates-formes glaciaires que les années précédentes, cela pourrait alimenter une augmentation de la fonte de la banquise.

Dr Laura Herraiz Borreguero de l'Université de Southampton, ROYAUME-UNI, et coordinateur du projet OCEANIS, suit les mouvements de ce courant chaud salé, pour voir s'il y a des fluctuations ou des changements par rapport aux années précédentes.

En analysant et en comparant les données recueillies par d'autres chercheurs, elle a découvert qu'au cours des 20 dernières années, le courant d'eau salée chaude est devenu plus fréquent. Les effets sont encore plus prononcés dans la région inhospitalière de l'Antarctique oriental, une partie du continent généralement moins étudiée que l'Antarctique occidental, car il est beaucoup plus difficile d'accès.

Ralentisseurs

Parce que les plates-formes de glace agissent comme des dos d'âne pour l'écoulement glaciaire et ralentissent la vitesse à laquelle les glaciers de l'Antarctique atteignent la mer, une augmentation de la fonte de la banquise signifierait que les glaciers pourraient déverser de grandes quantités de glace d'eau douce dans l'océan sans contrôle.

'Si nous perdons (les banquises), la vitesse des glaciers pourrait être quatre à cinq fois plus rapide, dit le docteur Herraiz Borreguero.

Son prochain défi consiste à déterminer avec précision l'impact qu'aura le changement dans les eaux profondes circumpolaires. "Ce que je regarde maintenant, c'est comment cela modifie les propriétés de l'eau autour de l'Antarctique, également en relation avec la circulation de l'océan Austral, ' elle a dit. « Améliorer notre connaissance des interactions entre la banquise et l'océan est une étape cruciale vers la réduction de l'incertitude dans les projections de l'élévation future du niveau de la mer. »

La circulation océanique est également étudiée par le Dr Melanie Grenier du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), La France, qui coordonne le projet GCP-GEOTARCTIC. Le projet fait partie d'un effort de collaboration multinational appelé GEOTRACES qui vise à mieux comprendre la circulation océanique mondiale et les cycles marins en examinant la distribution des éléments chimiques dissous et particulaires en suspension dans la colonne d'eau.

Concentrations de particules, les distributions et les échanges peuvent en dire beaucoup aux scientifiques sur ce qui se passe dans la colonne d'eau. Certaines masses d'eau ont des propriétés distinctes, par exemple étant riche en nutriments, ou pauvre en nutriments, chaleureux, froid, salé ou frais.

Thorium-230

Le Dr Grenier utilise un traceur chimique appelé thorium-230 pour surveiller le volume de particules et a découvert que la composition de l'eau au pôle Nord est en train de changer. « L'Arctique amérasien présente des concentrations plus faibles de ce traceur géochimique que par le passé, compatible avec la tendance croissante au recul de la banquise et à une augmentation subséquente des concentrations de particules.

L'une des raisons à cela est la diminution de la couverture de glace. Moins de glace signifie que plus de lumière peut entrer dans l'océan et que plus de vie peut se développer, entraînant une augmentation des particules marines. Moins de glace signifie également plus d'interaction avec l'atmosphère, notamment avec le vent, ce qui peut augmenter le mélange dans l'océan, et ainsi les particules se trouvant dans les sédiments sont remises en suspension dans la colonne d'eau.

Bien que cela ne soit pas nécessairement dommageable en soi, il indique des changements dans la circulation océanique et pourrait affecter la bande transporteuse océanique mondiale. Cependant, on ne sait pas à quel point ce système peut être sensible au changement, les scientifiques devront donc continuer à surveiller la situation.

OCEANIS et GCP-GEOTARCTIC ont l'intention de créer des cartes basées sur leurs recherches - pour OCEANIS, détaillant les points où l'eau chaude atteint les plateaux de glace de l'Antarctique, et pour GCP-GEOTARCTIC, une carte de la répartition mondiale du thorium-230, avec la contribution d'autres scientifiques de GEOTRACES.

Des modèles

Ceux-ci seront utilisés pour développer des modèles mieux informés pour prédire comment la planète devrait réagir aux changements climatiques. Les modèles sont également améliorés par des chercheurs qui alignent les enregistrements climatiques des sédiments marins et de la glace en utilisant de fines particules de cendres volcaniques comme fil conducteur.

Cylindres verticaux de sédiments marins et de glace, appelés noyaux, sont utilisés par les géologues pour déterminer à quoi ressemblaient les climats passés. Lorsque la glace gèle ou que les sédiments se déposent, ils emprisonnent l'air, des particules et des fossiles qui fournissent des indices sur le climat de l'époque. Mais, il peut être difficile de faire correspondre un morceau particulier d'une carotte de sédiments marins à la période correspondante d'une carotte de glace.

Dr Peter Abbott de l'Université de Cardiff, ROYAUME-UNI, et l'Université de Berne, La Suisse, dirige un projet appelé SHARP pour développer une méthode pour faire exactement cela.

« La technique que j'utilise s'appelle la téphrochronologie, ' il a dit. «Nous traçons des particules d'éruptions volcaniques passées entre la glace et les carottes marines. Si vous pouvez trouver la même éruption, il peut alors servir de lien entre ces enregistrements, car les particules se sont déposées en même temps dans les deux environnements.'

Le Dr Abbott utilise des méthodes de laboratoire et la microscopie optique pour scanner les carottes et identifier les couches de cendres cachées dans la glace et les carottes marines. Chaque événement volcanique individuel laisse une empreinte chimique unique sur le matériau qu'il expulse, ce qui signifie que les chercheurs peuvent utiliser les cendres pour faire correspondre correctement les carottes de glace et les carottes de sédiments, donner aux scientifiques des informations plus précises sur les climats passés, et par conséquent l'amélioration des modèles prédictifs.

« Si nous pouvons expliquer comment le climat a changé dans le passé, cela nous permet de mieux comprendre comment cela pourrait être forcé à l'avenir, ' a déclaré le Dr Abbott.