La mer entourant l'Antarctique agit comme un énorme mélangeur pour l'eau de tous les bassins océaniques et ce modèle de circulation influence l'échange de dioxyde de carbone (CO 2 ) entre l'océan et l'atmosphère. Une étude menée par une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Dr Torben Struve de l'Institut de chimie et de biologie de l'environnement marin (ICBM) de l'Université d'Oldenburg a maintenant établi que cet équilibre complexe des masses d'eau réagit de manière très sensible aux conditions de vent sur le sud Océan.

L'étude, qui est publié dans la revue scientifique Actes de l'Académie nationale des sciences , utilisé des mesures sur des squelettes de coraux fossiles pour révéler que des changements importants dans la circulation en eau profonde se sont produits dans le passage de Drake, un détroit entre l'Antarctique et l'Amérique du Sud, il y a environ six à sept mille ans. Les scientifiques voient des indications que ces changements ont également influencé le CO 2 dans l'atmosphère - et suggèrent que le changement climatique futur pourrait entraîner une augmentation des émissions de CO 2 des eaux profondes de l'océan Austral dans l'atmosphère.

"L'océan Austral relie tous les océans du monde. C'est l'un des rares endroits sur Terre où l'eau des grandes profondeurs remonte à la surface et en même temps l'eau de surface s'enfonce dans les profondeurs, " a expliqué l'auteur principal Struve. La région marine autour de l'Antarctique est donc critique pour la bande transporteuse mondiale des courants océaniques, qui distribue la chaleur, nutriments, sel et CO 2 sur de grandes distances.

Cependant, jusqu'à maintenant, il n'était pas clair si le courant circulant dans l'océan Austral avait changé de manière significative depuis la fin de la dernière période glaciaire vers 12, il y a 000 ans. Des études antérieures menées par des climatologues avaient montré qu'il y avait eu plusieurs changements dans les forts vents d'ouest soufflant autour de l'Antarctique au cours de la période interglaciaire actuelle.

Ces vents entraînent le courant circumpolaire antarctique (ACC), un courant océanique froid qui s'étend de la surface au fond de l'océan et qui relie l'Atlantique, Océans Indien et Pacifique. Surtout, les vents stimulent également la remontée des eaux océaniques profondes vers la surface de l'océan. L'étude visait à déterminer comment les courants de l'océan Austral réagissaient à ces changements dans l'atmosphère.

Pour répondre à cette question, Struve et ses collègues de l'Imperial College de Londres, University College London et l'Université d'Édimbourg, analysé les fossiles de coraux d'eau froide du passage de Drake, dont certains avaient plusieurs milliers d'années. Les coraux ont été collectés à différentes profondeurs d'eau à trois endroits dans le passage de Drake au cours de deux expéditions avec le navire de recherche américain Nathaniel B. Palmer.

« Cette région est connue pour ses mauvaises conditions météorologiques – le simple fait de collecter les échantillons était un défi, " expliqua Struve.

Les coraux d'eau froide stockent certains oligo-éléments, comme le néodyme, dans leurs squelettes calcaires, et donc enregistrer une empreinte chimique de l'eau dans laquelle ils ont grandi.

Les analyses des empreintes digitales du néodyme dans les échantillons de coraux ont montré qu'il y avait un changement brusque dans la composition chimique de l'eau vers 7, il y a 000 ans, qui a duré environ 1, 000 ans. Sur la base de plusieurs constats, l'équipe a conclu que des quantités accrues de CO 2 -les eaux profondes riches de l'océan Pacifique ont pénétré le passage de Drake à cette époque, vraisemblablement entraîné par un déplacement vers le nord des vents d'ouest de l'hémisphère sud.

"Ce fut un résultat surprenant pour nous. Nous ne nous attendions pas à ce que l'océan Austral réagisse de manière aussi sensible pendant une période interglaciaire, " a déclaré Struve. " Cette étude met en évidence la contribution inestimable des fossiles de coraux d'eau froide à la compréhension du changement climatique passé. Ils fournissent des enregistrements uniques de la composition chimique de l'eau de mer, souvent dans des régions de l'océan où les autres types d'archives sont rares, " a souligné la co-auteure, le Dr Kirsty Crocket de l'Université d'Édimbourg.

L'étude met également en lumière une série d'autres changements climatiques qui se sont produits à peu près au même moment. En particulier, CO atmosphérique 2 niveaux, qui avait légèrement baissé dans les 2 précédents, 000 ans, a recommencé à monter. Struve et ses collègues soupçonnent qu'une source clé de ce phénomène était une augmentation de la quantité de CO 2 -riches eaux profondes du Pacifique dans l'océan Austral.

"C'est important parce que lorsque les eaux profondes remontent à la surface de l'océan Austral, une partie du CO stocké 2 est capable de s'échapper dans l'atmosphère, " a expliqué le co-auteur, le Dr David Wilson. Et puis, alors que les vents tournaient à nouveau vers le sud, cette remontée d'eau a augmenté et de plus grandes quantités de CO 2 ont été relâchés dans l'atmosphère.

On ne sait pas encore comment la hausse des températures mondiales affectera les courants océaniques encerclant l'Antarctique. Cependant, les scénarios climatiques actuels indiquent que les vents d'ouest de l'hémisphère sud se déplaceront plus au sud vers l'Antarctique. Ce scénario pourrait conduire à un mélange plus important des masses d'eau dans l'océan Austral et à davantage de remontées d'eau, ce qui, selon l'équipe de chercheurs, pourrait à son tour entraîner de plus grandes quantités de CO 2 être libéré de l'océan profond.