Au cours des trois dernières décennies, les profondeurs de la mer antarctique de Weddell se sont réchauffées cinq fois plus vite que le reste de l'océan à des profondeurs supérieures à 2, 000 mètres. C'est la principale conclusion d'un article que viennent de publier des océanographes de l'Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI). Dans l'article, ils analysent une série chronologique océanographique sans précédent de la mer de Weddell et montrent que le réchauffement des profondeurs polaires est principalement dû aux changements de vents et de courants au-dessus et dans l'océan Austral. En outre, les experts préviennent que le réchauffement de la mer de Weddell pourrait affaiblir de façon permanente le renversement des énormes masses d'eau qui s'y produisent, avec des conséquences de grande envergure pour la circulation océanique mondiale. Leur étude vient d'être publiée sur le portail en ligne de la Journal du climat .

Au cours des dernières décennies, les océans du monde ont absorbé plus de 90 pour cent de la chaleur piégée dans l'atmosphère par les émissions de gaz à effet de serre, ralentir efficacement la hausse des températures de l'air dans le monde. À cet égard, l'océan Austral est crucial. Bien qu'il ne représente que 15 pour cent des océans du monde en termes de superficie, à cause du renversement qui s'y produit, il absorbe environ les trois quarts de la chaleur.

Jusque récemment, on savait très peu ce qu'il advenait de cette chaleur dans les profondeurs de l'océan Austral, faute de séries temporelles suffisamment longues. Afin de retracer le développement jusqu'au fond marin, les chercheurs se sont appuyés sur des mesures régulièrement répétées à bord des navires prises avec des sondes « CTD » (conductivité, température et profondeur). Ces sondes sont maintenant devenues si précises qu'elles peuvent mesurer les changements de température de l'eau jusqu'au dix millième de degré Celsius le plus proche. Les données qu'ils recueillent peuvent également être utilisées pour déterminer la densité et la salinité des masses d'eau.

Depuis 30 ans, Les océanographes de l'AWI ont pris ces mesures de température et de salinité lors d'expéditions dans la mer de Weddell à bord du brise-glace de recherche allemand Polarstern, toujours sur les mêmes sites, toujours de la surface au fond marin, et toujours avec une précision extrêmement élevée. En faisant cela, les chercheurs ont produit la seule série temporelle de ce type sur l'Atlantique Sud et la mer de Weddell, ce qui leur a maintenant permis de reconstituer précisément le réchauffement de la mer de Weddell et d'en identifier les causes potentielles.

Seule l'eau en dessous de 700 mètres se réchauffe

Leurs découvertes sont surprenantes. "Nos données montrent une division claire de la colonne d'eau de la mer de Weddell. Alors que l'eau dans les 700 mètres supérieurs s'est à peine réchauffée, dans les régions plus profondes, nous constatons une augmentation constante de la température de 0,0021 à 0,0024 degrés Celsius par an, " dit le Dr Volker Strass, un océanographe AWI et le premier auteur de l'étude.

Ces valeurs peuvent sembler minuscules à première vue. Mais, comme l'explique Strass, "Puisque l'océan a environ 1, 000 fois la capacité calorifique de l'atmosphère, ces chiffres représentent une énorme échelle d'absorption de chaleur. En utilisant l'élévation de température pour calculer le taux de réchauffement en watts par mètre carré, vous pouvez voir qu'au cours des 30 dernières années, à des profondeurs supérieures à 2, 000 mètres, la mer de Weddell a absorbé en moyenne cinq fois plus de chaleur que le reste de l'océan. cette chaleur est ensuite distribuée aux bassins profonds des océans du monde.

Effets potentiels sur la circulation mondiale

Dans la mer de Weddell, qui représente l'extension sud de l'océan Atlantique et fait environ dix fois la taille de la mer du Nord, d'énormes masses d'eau se refroidissent. Au cours de la formation de la glace de mer, ils prennent du sel, couler dans des couches d'eau plus profondes sous forme d'eau de fond antarctique froide et lourde, puis s'est propagée aux grands bassins océaniques sous forme de courant d'eau profonde. Ce renversement est considéré comme un moteur important de la circulation océanique mondiale. Le réchauffement des profondeurs de la mer de Weddell pourrait affaiblir ce moteur, car l'eau plus chaude a une densité plus faible. Par conséquent, il est plus léger et pourrait remplir les couches supérieures de la colonne d'eau.

"Nos données de terrain montrent déjà une perte de densité liée à la température dans les masses d'eau plus profondes de la mer de Weddell. Ce changement est plus prononcé dans les eaux de fond, ", a déclaré Gerd Rohardt, co-auteur et océanographe de l'AWI. Que les eaux de fond de l'Antarctique continueront ou non à remplir leur fonction de membre le plus profond de l'océan mondial renversant la circulation dépend principalement de la façon dont la densité des masses d'eau au-dessus d'elle change. " Dans afin de suivre ces évolutions, nous devrons continuer nos lectures régulières à bord des navires dans la mer de Weddell, ", explique le chercheur.

À la recherche de la cause :les vents et les courants transportent plus de chaleur plus au sud

En tant que cause de l'augmentation de l'apport de chaleur dans les profondeurs de la mer de Weddell, les chercheurs ont identifié un changement dans les systèmes de vent et de courant au-dessus et dans l'océan Austral. « Au cours des trois dernières décennies, les vents d'ouest et avec eux le courant circumpolaire antarctique ne se sont pas seulement déplacés d'un à deux degrés vers le sud; ils se sont également intensifiés. Par conséquent, le diamètre du gyre de Weddell a diminué, et la vitesse d'écoulement des masses d'eau a augmenté. En raison de ces deux facteurs, plus de chaleur du courant circumpolaire est transportée vers la mer de Weddell aujourd'hui que lorsque nous avons commencé nos mesures, " explique le professeur Torsten Kanzow, Chef de la division des sciences du climat de l'AWI et autre co-auteur de l'étude.

Une fois que la chaleur atteint les profondeurs de la mer de Weddell, les principaux courants d'eau de fond la distribuent à tous les bassins océaniques. "Notre série temporelle confirme le rôle pivot de l'océan Austral et surtout de la mer de Weddell en termes de stockage de chaleur dans les profondeurs des océans du monde, " dit Volker Strass. Si le réchauffement de la mer de Weddell se poursuit sans contrôle, il explique, cela aura des conséquences de grande envergure non seulement pour les énormes plateaux de glace sur la côte sud de la mer de Weddell, qui s'étendent loin dans l'océan, et en tant que tel, pour l'élévation du niveau de la mer à long terme, mais aussi pour le tapis roulant de la circulation océanique dans son ensemble.