Une équipe dirigée par des océanographes physiques de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego, et y compris le scientifique de l'Université de Bangor, montre dans une nouvelle étude comment des panaches d'eau chaude se jettent dans l'océan Arctique depuis l'océan Pacifique et accélèrent la fonte des glaces de mer par le bas.

La recherche principalement financée par l'Office of Naval Research décrit les soi-disant "bombes thermiques" sous-marines comme l'un des nombreux mécanismes par lesquels l'empiètement provoqué par le réchauffement climatique modifie la nature de l'océan Arctique plus rapidement que presque tout autre endroit sur Terre. Cela s'ajoute à un nombre croissant de preuves qui suggèrent que la glace de mer arctique, une source de stabilité climatique mondiale, pourrait disparaître pendant une plus grande partie de l'année.

« Le taux d'accélération de la fonte des glaces de mer dans l'Arctique a été difficile à prévoir avec précision, en partie à cause de toutes les rétroactions locales complexes entre la glace, océan et atmosphère; ce travail met en évidence le rôle important dans le réchauffement que joue l'eau des océans dans le cadre de ces rétroactions, " a déclaré Jennifer MacKinnon, un océanographe physique à Scripps, scientifique en chef de l'expédition, et auteur principal de l'article.

L'étude paraît dans la revue Communication Nature .

L'Arctique est un océan inhabituel

Dr Yueng-Djern Lenn, lecteur en océanographie physique à la faculté des sciences océaniques de l'université de Bangor, mentionné, "Ce fut un privilège pour nous de collaborer avec nos collègues américains pour collecter les mesures biogéochimiques effectuées lors de cette expérience sur le terrain. Ces nutriments et données isotopiques que nous avons collectés ont été utiles pour retracer l'origine du panache, et nous a également permis d'explorer l'impact de la dynamique du panache sur l'approvisionnement en nutriments en profondeur du phytoplancton depuis les mers du plateau continental jusqu'au bassin central de la mer de Beaufort. »

L'Arctique est un océan inhabituel en ce sens qu'il est stratifié - ou stratifié - par la salinité au lieu de la température. La plupart des océans du monde sont plus chauds, eau plus légère près de la surface et plus froide, eau plus dense en dessous. Dans l'Arctique, cependant, il y a une couche superficielle froide mais très fraîche, influencée par le débit de la rivière et l'accélération de la fonte des glaces. Chaleureux, l'eau relativement salée entre de l'océan Pacifique par le détroit de Béring, puis le canyon Barrow au large de la côte nord de l'Alaska, qui agit comme une buse lorsque l'eau s'écoule à travers le passage étroit.

Parce que cette eau est plus salée que l'eau de surface de l'Arctique, il est assez dense pour "soustraire, " ou plonger en dessous, la couche superficielle fraîche de l'Arctique. Son mouvement crée des poches d'eau très chaude qui se cachent sous les eaux de surface. Les scientifiques ont vu ces poches d'eau chaude souterraine se renforcer au cours de la dernière décennie.

Ces poches connues sous le nom de « bombes thermiques » sont juste assez stables pour pouvoir durer des mois ou des années, tourbillonnant loin au nord sous la banquise principale près du pôle nord, et déstabilisant cette glace alors que la chaleur en eux se diffuse progressivement mais régulièrement vers le haut pour faire fondre la glace. Jusqu'à maintenant, bien que, le processus par lequel les canalisations d'eau chaude n'ont été ni observés ni compris. Sans cette compréhension, les climatologues n'ont pas été en mesure d'inclure cet effet important dans les modèles de prévision, dont certains sous-estiment l'accélération de la fonte des glaces de mer. Étant donné que l'afflux d'eau chaude d'origine du Pacifique a augmenté au cours de la dernière décennie, ce travail s'ajoute à un nombre croissant de preuves que la glace de mer arctique, une source de stabilité climatique mondiale, pourrait disparaître pendant une grande partie de l'année.

Les travaux soulignent l'importance de la collaboration entre plusieurs institutions

Dans une expédition de 2018 financée par l'US Office of Naval Research, les scientifiques ont pour la première fois pris l'un de ces événements dramatiques de subduction en flagrant délit. Le groupe a utilisé une combinaison de nouveaux instruments océanographiques développés par le groupe Multiscale Ocean Dynamics à Scripps, observations satellitaires analysées par des collègues de l'Université de Miami, profilage des données des flotteurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration, échantillons biologiques collectés par des collègues britanniques et allemands travaillant dans un projet connu sous le nom de Changer l'océan Arctique, et une analyse détaillée des données par des collègues de plusieurs autres institutions.

« Le succès du groupe met en évidence les nouvelles perspectives que nous pouvons voir sur le monde naturel lorsque nous le regardons sous un nouvel angle, " a déclaré l'océanographe de Scripps Matthew Alford.

"Cette vue détaillée des processus complexes régissant le transport de chaleur dans l'Arctique n'aurait pas été possible sans plusieurs suites d'instruments simultanés, y compris la télédétection et les profileurs embarqués et autonomes personnalisés développés à Scripps, " il a dit.

Les instruments du groupe Scripps Multiscale Ocean Dynamics comprennent un capteur "Fast CTD" sur mesure qui réalise des profils très rapides à partir du navire, et un « Wirewalker » autonome qui utilise la puissance des vagues océaniques pour effectuer des mesures de profilage. Ces instruments permettent aux scientifiques d'obtenir des images haute résolution de processus océaniques complexes, et ainsi mieux comprendre leur fonctionnement en détail.

Ce travail souligne également l'importance de la collaboration entre plusieurs institutions, entre plusieurs agences de financement américaines, et avec des partenaires internationaux; la profondeur de la perspicacité obtenue ici découle de la diversité des outils et des perspectives que ces collaborations apportent.

Des travaux de collaboration avec des scientifiques du Royaume-Uni et d'Allemagne montrent que cette eau souterraine chaude possède également des propriétés biogéochimiques uniques dans l'Arctique. Ce mélange d'organismes et de produits chimiques devrait avoir des répercussions importantes sur l'évolution de l'écosystème arctique.