Les scientifiques se préparent à déployer des amarres océaniques utilisées pour comprendre la perte de glace de mer dans l'est de l'océan Arctique. Crédit :Système d'observation des bassins Nansen et Amundsen.
La glace hivernale de l'est de l'océan Arctique a augmenté de moitié moins que la normale au cours de la dernière décennie, en raison de l'influence croissante de la chaleur de l'intérieur de l'océan, les chercheurs ont trouvé.
La découverte provient d'une étude internationale menée par l'Université d'Alaska Fairbanks et l'Institut météorologique finlandais. L'étude, publié dans le Journal du climat , utilisé les données collectées par les mouillages océaniques dans le bassin eurasien de l'océan Arctique de 2003 à 2018.
Les amarres mesuraient la chaleur libérée de l'intérieur de l'océan vers la partie supérieure de l'océan et la glace de mer pendant l'hiver. En 2016-2018, le flux de chaleur estimé était d'environ 10 watts par mètre carré, ce qui est suffisant pour empêcher la formation de 80 à 90 centimètres (presque 3 pieds) de glace de mer chaque année. Les mesures précédentes du flux de chaleur représentaient environ la moitié de ce montant.
"Autrefois, en pesant la contribution de l'atmosphère et de l'océan à la fonte des glaces de mer dans le bassin eurasien, l'atmosphère a conduit, " a déclaré Igor Polyakov, un océanographe au Centre international de recherche arctique de l'UAF et au FMI. "Maintenant, pour la première fois, l'océan mène. C'est un grand changement."
Typiquement, dans une grande partie de l'Arctique une épaisse couche d'eau froide plus douce, connu sous le nom d'halocline, isole la chaleur associée à l'intrusion d'eau de l'Atlantique de la surface de la mer et de la glace de mer.
Cette nouvelle étude montre qu'un afflux anormal d'eau chaude salée de l'océan Atlantique fragilise et affine l'halocline, permettant plus de mélange. Selon la nouvelle étude, les eaux chaudes d'origine atlantique se rapprochent maintenant beaucoup plus de la surface.
"La position normale de la limite supérieure de cette eau dans cette région était d'environ 150 mètres. Or cette eau est à 80 mètres, " expliqua Polyakov.
Un processus hivernal naturel augmente ce mélange. Lorsque l'eau de mer gèle, le sel est expulsé de la glace dans l'eau. Cette eau enrichie en saumure est plus lourde et coule. En l'absence d'une forte halocline, l'eau salée froide se mélange beaucoup plus efficacement avec l'eau moins profonde, eau chaude de l'Atlantique. Cette chaleur est ensuite transférée vers le haut vers le fond de la banquise, limiter la quantité de glace qui peut se former pendant l'hiver.
De gros flotteurs jaunes reliés à plusieurs capteurs scientifiques sont abaissés sur le bord d'un navire dans l'océan Arctique. Crédit :Système d'observation des bassins Nansen et Amundsen.
"Ces nouveaux résultats montrent l'influence croissante et étendue de la chaleur associée à l'eau de l'Atlantique entrant dans l'océan Arctique, " a ajouté Tom Rippeth, un collaborateur de l'Université de Bangor. "Ils suggèrent également qu'un nouveau mécanisme de rétroaction contribue à accélérer la perte de glace de mer."
Polyakov et son équipe émettent l'hypothèse que la capacité de l'océan à contrôler la croissance de la glace en hiver crée une rétroaction qui accélère la perte globale de glace de mer dans l'Arctique. Dans ce retour, le déclin de la glace de mer et l'affaiblissement de la barrière halocline font que l'intérieur de l'océan libère de la chaleur à la surface, entraînant une perte supplémentaire de glace de mer. Le mécanisme augmente la rétroaction bien connue de la glace et de l'albédo, qui se produit lorsque l'atmosphère fait fondre la glace de mer, provoquant de l'eau libre, qui à son tour absorbe plus de chaleur, faire fondre plus de glace de mer.
Lorsque ces deux mécanismes de rétroaction se combinent, ils accélèrent le déclin de la banquise. La rétroaction de la chaleur océanique limite la croissance de la glace de mer en hiver, tandis que la rétroaction glace-albédo fait fondre plus facilement la glace plus mince en été.
"Alors qu'ils commencent à travailler ensemble, le couplage entre l'atmosphère, la glace et l'océan deviennent très forts, beaucoup plus fort qu'avant, ", a déclaré Polyakov. "Ensemble, ils peuvent maintenir un taux de fonte des glaces très rapide dans l'Arctique."
Polyakov et Rippeth ont collaboré sur une seconde, étude associée montrant comment ce nouveau couplage entre l'océan, la glace et l'atmosphère sont responsables des courants plus forts dans l'est de l'océan Arctique.
Selon cette recherche, entre 2004 et 2018, les courants dans les 164 pieds supérieurs de l'océan ont doublé de force. Perte de glace de mer, rendre les eaux de surface plus sensibles aux effets du vent, semble être l'un des facteurs contribuant à l'augmentation.
Les courants plus forts créent plus de turbulences, ce qui augmente la quantité de mélange, connu sous le nom de cisaillement, qui se produit entre les eaux de surface et l'océan plus profond. Comme décrit précédemment, le mélange océanique contribue à un mécanisme de rétroaction qui accélère encore le déclin de la banquise.
Les courants accélérés ont des implications pratiques dans l'Arctique. Les capitaines de navires ont besoin de cartes précises des courants pour la navigation. Puisque les courants déplacent la glace de mer, les activités d'extraction de pétrole et de gaz ont également besoin d'informations sur les courants.
Cette deuxième étude a été décrite dans un article scientifique publié dans le Lettres de recherche géophysique .
