La turbulence dans la mer joue un rôle clé dans le mélange des eaux océaniques et le transport des nutriments, de la chaleur et des gaz dissous. Les sources de turbulence océanique sont très variées et comprennent le vent, les courants, les cycles de chauffage et de refroidissement, etc. L'océan Arctique présente une cause distincte de turbulence :la dérive des glaces de mer.

Des mesures précises de la turbulence sont importantes pour comprendre la dynamique des océans. Cependant, capturer la turbulence immédiatement sous la glace en mouvement pose des défis pratiques, et les méthodes conventionnelles ne peuvent pas mesurer de manière fiable la turbulence à moins de quelques mètres sous la glace.

Maintenant, Fer et al. démontrer qu'un instrument spécialement conçu peut quantifier la turbulence à moins d'un mètre de l'interface glace-océan. Un profileur de microstructure vertical ascendant est largué à travers un trou dans la glace et descendu jusqu'à une profondeur de 80 mètres. L'instrument flottant monte ensuite jusqu'à ce qu'il atteigne le dessous de la glace, mesurant la turbulence le long de sa trajectoire verticale.

Les chercheurs ont utilisé ce nouvel instrument dans le cadre de la grande expédition internationale de l'Observatoire multidisciplinaire de dérive pour l'étude du climat arctique (MOSAiC), au cours de laquelle le brise-glace R/V Polarstern a passé une année complète à dériver dans l'océan Arctique pendant que les participants effectuaient de nombreuses recherches. projets.

Au cours de l'expédition, les chercheurs ont capturé un total de 167 mesures de turbulence de février à septembre 2020, couvrant les changements saisonniers de la couverture et de la dérive de la glace de mer, ainsi que des vitesses de vent variables. Ils ont constaté que la turbulence variait considérablement en fonction des conditions de glace et météorologiques, de la profondeur et de l'emplacement dans l'océan Arctique.

En général, sous une « banquise » plus épaisse, la turbulence était plus grande vers l'interface de la glace et de l'eau de mer et diminuait avec la profondeur. Cependant, après des vents forts, d'importantes turbulences se sont étendues jusqu'à 20 mètres sous la glace. Certaines mesures ont été prises en eaux libres dans le centre de l'Arctique; ceux-ci ont révélé des niveaux de turbulence plus élevés que ceux observés sous une fine couche de glace.

Ces découvertes – et les recherches futures utilisant des méthodes similaires – pourraient aider à approfondir la compréhension de la dynamique glace-océan arctique. Par exemple, ils pourraient être appliqués pour affiner les modèles informatiques du mélange océanique sous la glace. + Explorer plus loin

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Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation d'Eos, hébergée par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.