Une étude publiée dans Science Advances révèle un processus clé qui avait échappé aux scientifiques quant à la façon dont l'ouverture, appelée polynie, a pu se former et persister pendant plusieurs semaines. L'article s'intitule "Le transport de sel piloté par Ekman comme mécanisme clé pour la formation de polynies en haute mer à Maud Rise".

L'équipe de chercheurs de l'Université de Southampton, de l'Université de Göteborg et de l'Université de Californie à San Diego a étudié la polynie de Maud Rise, du nom de l'élément montagneux submergé de la mer de Weddell, au-dessus duquel elle pousse.

Ils ont découvert que la polynie était provoquée par des interactions complexes entre le vent, les courants océaniques et la géographie unique du fond océanique, transportant la chaleur et le sel vers la surface.

En Antarctique, la surface de l'océan gèle en hiver, la glace de mer couvrant une superficie environ deux fois plus grande que la zone continentale des États-Unis.

Dans les zones côtières, des ouvertures dans la glace marine se produisent chaque année. Ici, de forts vents côtiers soufflent du continent et repoussent la glace, exposant ainsi l’eau de mer en contrebas. Il est beaucoup plus rare que ces polynies se forment dans la glace de mer au large, à des centaines de kilomètres des côtes, où les mers ont des milliers de mètres de profondeur.

Aditya Narayanan, chercheur postdoctoral à l'Université de Southampton, qui a dirigé la recherche, a déclaré :« La polynie de Maud Rise a été découverte dans les années 1970 lorsque des satellites de télédétection capables de voir la glace de mer au-dessus de l'océan Austral ont été lancés pour la première fois. des hivers consécutifs de 1974 à 1976 et les océanographes de l'époque pensaient que ce serait un phénomène annuel. Mais depuis les années 1970, cela ne s'est produit que sporadiquement et pendant de brefs intervalles.

"2017 était la première fois que nous avions une polynie aussi grande et aussi longue durée dans la mer de Weddell depuis les années 1970."

En 2016 et 2017, le grand courant océanique circulaire autour de la mer de Weddell est devenu plus fort. L'une des conséquences de cela est que la couche profonde d'eau chaude et salée s'élève, ce qui facilite le mélange vertical du sel et de la chaleur dans l'eau de surface.

Fabien Roquet, professeur d'océanographie physique à l'Université de Göteborg et co-auteur de la recherche, a déclaré :« Cette remontée d'eau aide à expliquer comment la glace de mer pourrait fondre. Mais à mesure que la glace de mer fond, cela entraîne un rafraîchissement de l'eau de surface. , ce qui devrait à son tour mettre un terme au mélange. Donc, un autre processus doit se produire pour que la polynie persiste. Il doit y avoir un apport supplémentaire de sel de quelque part. "

Les chercheurs ont utilisé des cartes de glace de mer obtenues par télédétection, des observations provenant de flotteurs autonomes et de mammifères marins marqués, ainsi qu'un modèle informatique de l'état de l'océan. Ils ont découvert que lorsque le courant de la mer de Weddell circulait autour de Maud Rise, les tourbillons turbulents déplaçaient le sel au sommet du mont marin.

À partir de là, un processus appelé « transport Ekman » a permis de déplacer le sel vers le flanc nord de Maud Rise, où la polynie s'est formée pour la première fois. Le transport Ekman implique que l'eau se déplace selon un angle de 90 degrés par rapport à la direction du vent qui souffle au-dessus, influençant les courants océaniques.

"Le transport Ekman était l'ingrédient manquant essentiel qui était nécessaire pour augmenter l'équilibre du sel et maintenir le mélange du sel et de la chaleur vers les eaux de surface", a déclaré le co-auteur, le professeur Alberto Naveira Garabato, également de l'Université de Southampton.

Les polynies sont des zones où il y a un énorme transfert de chaleur et de carbone entre l'océan et l'atmosphère. À tel point qu’ils peuvent affecter le budget thermique et carbone de la région.

Le professeur Sarah Gille de l'Université de Californie à San Diego, autre co-auteur de la recherche, a déclaré :« L'empreinte des polynies peut rester dans l'eau pendant plusieurs années après leur formation. Elles peuvent changer la façon dont l'eau se déplace et la façon dont les courants transportent la chaleur. vers le continent. Les eaux denses qui se forment ici peuvent se propager à travers l'océan mondial. "

Certains des processus impliqués dans la formation de la polynie de Maud Rise, tels que la remontée d'eau profonde et salée, entraînent également une réduction générale de la glace de mer dans l'océan Austral.

Le professeur Gille a ajouté :"Pour la première fois depuis le début des observations dans les années 1970, on observe une tendance négative de la glace de mer dans l'océan Austral, qui a commencé vers 2016. Avant cette date, elle était restée quelque peu stable."