Nouvelle recherche publiée dans Nature Communications Terre &Environnement utilise les données de deux stations hydrographiques en haute mer soutenues dans l'océan Atlantique Nord près des Bermudes pour démontrer les changements récents dans la physique et la chimie des océans depuis les années 1980. L'étude montre une variabilité décennale et une accélération récente du réchauffement de surface, salinisation, désoxygénation, et les changements de dioxyde de carbone (CO 2 )-chimie des carbonates qui entraîne l'acidification des océans.

L'étude a utilisé des ensembles de données de l'Hydrostation « S » et des projets Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) de l'Institut des sciences océaniques des Bermudes (BIOS). Tous deux sont dirigés par le professeur Nicholas Bates, Scientifique senior du BIOS et chercheur principal (PI) du projet, et Rod Johnson, Assistant scientifique BIOS et co-PI des projets. Ensemble, ces séries chronologiques représentent les deux plus longs enregistrements continus de données provenant de l'océan mondial ouvert.

"Les quatre décennies de données de BATS et de l'Hydrostation 'S' montrent que l'océan ne change pas uniformément au fil du temps et que le puits de carbone océanique n'est pas stable au cours de la période récente avec une variabilité d'une décennie à l'autre, ", a déclaré Bates.

Des deux sites, L'hydrostation 'S' est la plus ancienne, situé à environ 15 milles (25 km) au sud-est des Bermudes et consistant en des observations hydrographiques répétées bihebdomadaires de la température, salinité, et de l'oxygène dissous dans la colonne d'eau depuis 1954. Le site de l'étude des séries chronologiques de l'Atlantique des Bermudes (BATS) est situé à environ 80 km au sud-est des Bermudes. Il consiste en un échantillonnage mensuel de la physique, chimie, et la biologie de l'ensemble de la colonne d'eau depuis 1988. Les ensembles de données de l'étude représentent plus de 1381 croisières vers l'Hydrostation « S » de 1954 à 2020 et plus de 450 croisières vers BATS de 1988 à fin 2019.

Les résultats ont montré que, au cours des 40 dernières années, les températures de surface de la mer des Sargasses ont augmenté de 0,85 +/- 0,12oC, les températures de surface estivales augmentant plus rapidement qu'en hiver. En outre, l'hiver ( <22°C) l'état de l'océan s'est raccourci de près d'un mois, tandis que la saison estivale (avec des eaux plus chaudes que 25°C) s'est allongée. Durant la même période, la salinité de surface a également augmenté de ~0,11 +/- 0,02. Surtout, ces données témoignent d'une variabilité décennale; cependant, au cours de la dernière décennie (2010-2019), un réchauffement rapide de 1,18 °C et une salinification de 0,14 s'est produit.

Les données montrent également une tendance à la baisse de l'oxygène dissous (OD) dans la mer des Sargasses depuis les années 1980, ce qui représente une perte de ~2% par décennie. Compte tenu du réchauffement des océans observé en mer des Sargasses, les chercheurs estiment que l'impact du réchauffement sur la solubilité de l'OD aurait probablement contribué à environ 13 % du déclin total de l'OD au cours des 40 dernières années. La désoxygénation restante (~87 %) doit avoir résulté de l'effet combiné de changements dans la biologie et la physique des océans.

Les données de la série chronologique BATS et Hydrostation 'S' permettent la détection directe du signal d'acidification des océans dans les eaux de surface de l'océan Atlantique Nord. La gamme typique de pH des eaux de surface dans les années 1980 variait entre des valeurs maximales hivernales de ~8,2 et des valeurs minimales estivales de ~8,08 à 8,10, avec l'océan restant légèrement alcalin à l'heure actuelle (~7,98-8,05). Le taux de changement de pH est d'environ 0,0019 +/- 0,0001 an-1, qui est un taux plus négatif que précédemment rapporté et représente une augmentation de 20 % de la concentration en ions hydrogène depuis 1983. Ces changements se sont accompagnés d'augmentations significatives de carbone inorganique dissous et de CO 2 et des diminutions des états de saturation en calcite et en aragonite.

« En quarante ans, eau de mer CO 2 -les conditions chimiques des carbonates sont aujourd'hui altérées au-delà des changements chimiques saisonniers observés dans les années 1980, " a déclaré Johnson. " La modification du CO de l'eau de mer 2 -la chimie des carbonates se poursuivra avec le futur CO anthropique 2 émissions."

Les observations au large des Bermudes révèlent les variations décennales substantielles et soulignent le besoin de données à long terme pour déterminer les tendances d'autres propriétés physiques et biogéochimiques des océans, en particulier lorsqu'il s'agit de relier les mesures locales aux changements à l'échelle du bassin. Les données à long terme sur la chimie et la physique des océans provenant de sites de séries chronologiques tels que l'Hydrostation « S » et les BATS fournissent des observations indispensables et sans précédent qui, lorsqu'il est couplé avec des modèles océan-atmosphère, permettre une compréhension plus complète des moteurs du cycle mondial du carbone.