En plus de 1, 000 ans, la circulation méridienne de renversement de l'Atlantique (AMOC), également connu sous le nom de système Gulf Stream, n'a pas été aussi faible qu'au cours des dernières décennies. C'est le résultat d'une nouvelle étude menée par des scientifiques irlandais, Grande-Bretagne et Allemagne. Les chercheurs ont compilé des données dites proxy, provenant principalement d'archives naturelles comme les sédiments océaniques ou les carottes de glace, remontant à plusieurs centaines d'années pour reconstituer l'histoire de l'écoulement de l'AMOC. Ils ont trouvé des preuves cohérentes que son ralentissement au 20e siècle est sans précédent au cours du dernier millénaire; elle est probablement liée au changement climatique d'origine humaine. Le système de circulation océanique géant est pertinent pour les conditions météorologiques en Europe et le niveau régional des mers aux États-Unis ; son ralentissement est également associé à une goutte froide observée dans l'Atlantique nord.

"Le Gulf Stream System fonctionne comme un tapis roulant géant, transportant les eaux de surface chaudes de l'équateur vers le nord, et envoie froid, les eaux profondes à faible salinité redescendent vers le sud. Il déplace près de 20 millions de mètres cubes d'eau par seconde, près de 100 fois le débit amazonien, " explique Stefan Rahmstorf du Potsdam Institute for Climate Impact Research PIK, initiateur de l'étude qui sera publiée dans Géosciences de la nature . Des études antérieures de Rahmstorf et de ses collègues ont montré un ralentissement du courant océanique d'environ 15% depuis le milieu du 20e siècle, le liant au réchauffement climatique d'origine humaine, mais une image solide de son développement à long terme a jusqu'à présent fait défaut :c'est ce que les chercheurs fournissent avec leur examen des résultats des études de données indirectes.

"Pour la première fois, nous avons combiné une série d'études précédentes et avons constaté qu'elles fournissent une image cohérente de l'évolution de l'AMOC au cours des 1600 dernières années, " dit Rahmstorf. " Les résultats de l'étude suggèrent qu'il a été relativement stable jusqu'à la fin du 19e siècle. Avec la fin du petit âge glaciaire vers 1850, les courants océaniques ont commencé à décliner, avec une seconde, déclin plus drastique depuis le milieu du 20e siècle." Déjà le rapport spécial de 2019 sur les océans du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) concluait avec une confiance moyenne 1900."

"La nouvelle étude fournit des preuves indépendantes supplémentaires de cette conclusion et la place dans un contexte paléoclimatique à plus long terme, " ajoute Rahmstorf.

Des changements de température aux changements de vitesse :l'art de reconstituer les changements climatiques passés

Parce que les mesures AMOC directes en cours n'ont commencé qu'en 2004, les chercheurs ont appliqué une approche indirecte, en utilisant des données dites proxy, pour en savoir plus sur la perspective à long terme de son déclin. Données proxy, comme témoins du passé, se composent d'informations recueillies à partir d'archives environnementales naturelles telles que les cernes des arbres, carottes de glace, sédiments océaniques, et coraux, ainsi que des données historiques, par exemple à partir des journaux de bord.

« Nous avons utilisé une combinaison de trois types de données différents pour obtenir des informations sur les courants océaniques :les modèles de température dans l'océan Atlantique, propriétés de la masse d'eau souterraine et granulométrie des sédiments d'eau profonde, datant de 100 à env. 1600 ans. Alors que les données proxy individuelles sont imparfaites pour représenter l'évolution de l'AMOC, la combinaison d'entre eux a révélé une image robuste de la circulation de renversement, " explique Levke Caesar, membre de l'Unité irlandaise d'analyse et de recherche sur le climat à l'Université de Maynooth et scientifique invité au PIK.

Étant donné que les enregistrements proxy en général sont soumis à des incertitudes, Le statisticien Niamh Cahill de l'Université de Maynooth en Irlande a testé la robustesse des résultats en tenant compte de ces derniers. Elle a constaté que dans neuf des 11 ensembles de données examinés, la faiblesse de l'AMOC moderne est statistiquement significative. "En supposant que les processus mesurés dans les enregistrements proxy reflètent les changements dans l'AMOC, ils fournissent une image cohérente, malgré les différents lieux et échelles de temps représentés dans les données. L'AMOC s'est affaibli sans précédent en plus de 1000 ans, " elle dit.

Pourquoi l'AMOC ralentit-elle ?

Un ralentissement de l'AMOC a longtemps été prédit par les modèles climatiques en réponse au réchauffement climatique causé par les gaz à effet de serre. Selon un certain nombre d'études, c'est probablement la raison de l'affaiblissement observé. Le renversement de l'Atlantique est provoqué par ce que les scientifiques appellent la convection profonde, déclenchée par les différences de densité de l'eau de l'océan :L'eau chaude et salée se déplace du sud vers le nord où elle se refroidit et devient ainsi plus dense. Lorsqu'elle est suffisamment lourde, l'eau s'enfonce dans les couches océaniques plus profondes et retourne vers le sud. Le réchauffement climatique perturbe ce mécanisme :l'augmentation des précipitations et la fonte accrue de la calotte glaciaire du Groenland ajoutent de l'eau douce à la surface de l'océan. Cela réduit la salinité et donc la densité de l'eau, inhibant le naufrage et affaiblissant ainsi le flux de l'AMOC.

Son affaiblissement a également été lié à un refroidissement substantiel unique de l'Atlantique Nord au cours des cent dernières années. Cette goutte froide a été prédite par les modèles climatiques à la suite d'un affaiblissement de l'AMOC, qui transporte moins de chaleur dans cette région.

Les conséquences du ralentissement de l'AMOC pourraient être multiples pour les personnes vivant des deux côtés de l'Atlantique comme l'explique Levke Caesar :« Le flux de surface vers le nord de l'AMOC entraîne une déviation des masses d'eau vers la droite, loin de la côte est des États-Unis. Cela est dû à la rotation de la Terre, which diverts moving objects such as currents to the right in the Northern Hemisphere and to the left in the Southern Hemisphere. As the current slows down, this effect weakens and more water can pile up at the US east coast, leading to an enhanced sea level rise."

En Europe, a further slowdown of the AMOC could imply more extreme weather events like a change of the winter storm track coming off the Atlantic, possibly intensifying them. Other studies found possible consequences being extreme heat waves or a decrease in summer rainfall. Exactly what the further consequences are is the subject of current research; scientists also aim to resolve which components and pathways of the AMOC have changed how and for what reasons.

"If we continue to drive global warming, the Gulf Stream System will weaken further—by 34 to 45% by 2100, according to the latest generation of climate models, " concludes Rahmstorf. This could bring us dangerously close to the tipping point at which the flow becomes unstable.