Les courants antarctiques, qui alimentent 40% des océans de la planète en nutriments et en oxygène, ralentissent fortement. D’autres modèles montrent que le Gulf Stream s’affaiblit et que l’AMOC pourrait être sur le point de s’effondrer, ce qui aurait de graves conséquences sur le climat. Les résultats de recherches italiennes suggèrent que la modélisation actuelle utilisée pour suivre le flux de sédiments et de polluants dans les profondeurs marines et reconstruire les anciennes conditions océaniques doit être mise à jour.
Les courants antarctiques, qui alimentent 40% des océans de la planète en nutriments et en oxygène, ralentissent fortement. Ces marées profondes alimentent près de la moitié des océans de la planète en nutriments essentiels et en oxygène, mais la fonte des plates-formes de glace les ralentit.
Les courants marins profonds autour de l’Antarctique, essentiels à la vie marine, ont ralenti de 30% depuis les années 1990 et pourraient bientôt cesser complètement, selon une nouvelle étude.
Ces courants, connus sous le nom d’eaux de fond de l’Antarctique, sont alimentés par l’eau dense et froide du plateau continental de l’Antarctique qui descend jusqu’à des profondeurs inférieures à 10 000 pieds (3 000 mètres). L’eau se propage ensuite vers le nord dans le Pacifique et l’est de l’océan Indien, alimentant un réseau de courants appelé circulation méridionale de retournement mondiale et fournissant 40% des profondeurs océaniques de la planète en nutriments frais et en oxygène.
Cependant, le réchauffement climatique libère de grands volumes d’eau douce moins dense des plates-formes de glace de l’Antarctique, ralentissant cette circulation.
« Si les océans avaient des poumons, celui-ci en serait un », a déclaré Matthew England, professeur de dynamique océanique et de climat à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney, en Australie, qui a contribué à l’étude, dans un communiqué. Des scientifiques du Royaume-Uni et d’Australie ont collaboré à une étude publiée en mars dans la revue Nature qui prévoyait un déclin de 40% de la force des eaux profondes de l’Antarctique d’ici 2050.
Il a également prévenu que les courants pourraient éventuellement s’arrêter complètement. « Nous parlons du potentiel d’extinction à long terme d’une étendue d’eau emblématique », a déclaré England.
Dans une nouvelle étude publiée le 25 mai 2024 dans la revue Nature Climate Change, England et ses collègues affirment avoir confirmé ces prédictions par des observations réelles dans le bassin antarctique australien, qui couvre les eaux polaires entre l’Australie et l’Antarctique.
La hausse des températures augmente le flux d’eau de fonte moins dense et ralentit les courants marins profonds en Antarctique. Groupe Images universelles
Les chercheurs ont étudié l’évolution de la quantité d’eau de fond entrant dans le bassin entre 1994 et 2017 et ont enregistré une diminution de 30% de la vitesse, ce qui suggère que ces courants profonds, ou abyssaux, commencent à stagner.
L’affaiblissement de la circulation autour de l’Antarctique pourrait ralentir le réseau mondial de courants profonds et entraîner une accumulation de nutriments et d’oxygène dans les profondeurs océaniques, ce qui aurait un impact négatif sur la vie marine.
« Le fait est que toute la vie marine que nous avons à la surface, lorsqu’elle meurt, elle coule au fond de l’océan, il y a donc beaucoup d’eau riche en nutriments dans les profondeurs de l’océan », a déclaré l’Angleterre dans une vidéo produite par l’Académie australienne des sciences. « Si nous ralentissons la circulation inverse qui ramène les eaux de fond à la surface, nous coupons le chemin permettant aux nutriments de revenir à la surface pour permettre à la vie marine de se rétablir. »
Environ 276 000 milliards de tonnes (250 000 milliards de tonnes métriques) d’eau froide, salée et riche en oxygène coulent chaque année autour de l’Antarctique, selon une nouvelle étude. Dans un climat qui se réchauffe, l’eau de fonte fraîche réduit la densité de cette masse en train de couler, ce qui signifie qu’une plus grande quantité reste dans la couche supérieure de l’océan. « Ces régions approvisionnent en eaux profondes dans tout les bassins du Pacifique et de l’Est de l’Inde, de sorte que les changements quantifiés ici sont susceptibles d’affecter une grande partie de l’océan abyssal mondial », ont écrit les chercheurs.
Les scientifiques préviennent que l’afflux d’eau douce dans les eaux de l’Antarctique va probablement se poursuivre et s’accélérer dans les décennies à venir, ce qui signifie que ces courants vitaux pourraient bientôt s’effondrer. « Des changements aussi profonds dans la circulation océanique de la chaleur, de l’eau douce, de l’oxygène, du carbone et des nutriments auront des impacts significatifs sur les océans pendant des siècles », a déclaré l’Angleterre.
Les courants de l’Atlantique ont fortement ralenti pendant le Dryas plus jeune. En reconstituant ces anciennes conditions océaniques, les scientifiques pensent pouvoir prédire les changements au cours du siècle prochain. Les scientifiques ont découvert que le Gulf Stream avait fortement ralenti à la fin de la dernière période glaciaire, avec des conséquences néfastes pour les organismes de l’Atlantique. Cette découverte pourrait aider les chercheurs à prédire comment les courants de l’Atlantique évolueront en réponse au changement climatique actuel.
Le Gulf Stream est un courant océanique chaud qui prend sa source dans le détroit de Floride, entre la Floride et Cuba, puis entoure la côte est des États-Unis et du Canada et traverse l’Atlantique Nord jusqu’en Europe. La chaleur qu’elle apporte maintient des conditions douces en Europe et, dans une certaine mesure, en Amérique du Nord. Le courant fait partie du cycle de retournement méridional de l’Atlantique (AMOC), qui transporte les eaux chaudes de l’hémisphère sud vers le nord, puis les ramène vers l’Antarctique dans une boucle géante.
Les modèles précédents ont montré que le Gulf Stream s’affaiblit et que l’AMOC pourrait être sur le point de s’effondrer, ce qui aurait de graves conséquences sur le climat. Aujourd’hui, une nouvelle étude publiée le 9 mai 2024 dans la revue Science révèle que le déclin du Gulf Stream présente des problèmes potentiels pour les créatures océaniques qui dépendent des nutriments transportés par le courant des tropiques vers l’Atlantique Nord.
Visualisation de la NASA montrant le Gulf Stream s’étendant du détroit de Floride à travers l’océan Atlantique Nord. Le courant se colore en fonction de la température de surface de la mer. Le rouge équivaut à environ 90 degrés Fahrenheit (32 degrés Celsius) et le vert équivaut à environ 55 degrés Fahrenheit (13 degrés Celsius). Studio de visualisation scientifique NASA/Goddard Space Flight Center
Les auteurs ont basé leurs conclusions sur les enregistrements fossiles et sédimentaires d’un bref événement de refroidissement il y a entre 12 900 et 11 700 ans, connu sous le nom de Dryas plus jeune. La vague de froid a temporairement inversé la période de réchauffement climatique lors de la transition de l’époque du Pléistocène à l’époque moderne de l’Holocène.
« Il existe de nombreuses preuves que l’AMOC s’est affaibli pendant la période froide du Dryas jeune qui a marqué la transition depuis la dernière période glaciaire », ont écrit les chercheurs dans l’étude. « Bien que les détails du climat de fond et le calendrier des changements soient différents de ceux d’aujourd’hui, cet événement climatique passé offre l’occasion de tester les mécanismes qui ont été identifiés dans les modèles climatiques. »
Pour reconstituer les conditions qui prévalaient dans le Gulf Stream pendant le Dryas plus jeune, les chercheurs ont étudié la teneur en nutriments de fossiles microscopiques et de carottes de sédiments du détroit de Floride. L’équipe a constaté que les niveaux de nutriments ont diminué au cours du Dryas plus jeune par rapport aux millénaires immédiatement avant et après celui-ci. Cela a affamé les organismes photosynthétiques de l’Atlantique Nord qui convertissent ces nutriments et la lumière du soleil en matière organique. Leur déclin a probablement eu des répercussions tout au long de la chaîne alimentaire, affectant les populations de poissons et d’autres créatures marines.
« Dans cette simulation, à mesure que l’AMOC et le flux de nutriments s’affaiblissent, la charge en nutriments de la partie supérieure de l’Atlantique Nord et la productivité primaire diminuent », ont écrit les chercheurs dans l’étude. Le déclin des nutriments à la base du Gulf Stream a été lié à la stagnation des courants dans l’hémisphère sud, où l’AMOC capte généralement les eaux riches en nutriments et les pousse vers le nord.
« Dans cette simulation, à mesure que l’AMOC et le flux de nutriments s’affaiblissent, la charge en nutriments de la partie supérieure de l’Atlantique Nord et la productivité primaire diminuent », ont écrit les chercheurs dans l’étude. Le déclin des nutriments à la base du Gulf Stream a été lié à la stagnation des courants dans l’hémisphère sud, où l’AMOC capte généralement les eaux riches en nutriments et les pousse vers le nord. Cet instantané du Dryas plus jeune renforce les modèles climatiques actuels qui prédisent que le transport des nutriments vers l’océan Atlantique Nord chutera si l’AMOC et le Gulf Stream continuent de ralentir, selon l’étude. Le déclin de la productivité primaire qui en résulte aura un impact sur les pêcheries critiques de l’Atlantique Nord et pourrait également limiter la quantité de CO2 que les océans peuvent absorber, ont écrit les chercheurs.
La vitesse et la direction des courants profonds au large des côtes du Mozambique sont sujettes à des changements plus importants que prévu par les scientifiques. Auparavant, on pensait que les courants sur les fonds marins étaient constants et que dans la région au large des côtes du Mozambique, étudiée par les auteurs, ils étaient dirigés du sud vers le nord. Cependant, les résultats de l’étude ont montré que les courants marins profonds sont beaucoup plus dynamiques qu’on ne le pensait auparavant. Les résultats montrent que la modélisation actuelle utilisée pour suivre le flux de sédiments et de polluants dans les eaux profondes et reconstruire les anciennes conditions océaniques doit être mise à jour.
Les courants à grande échelle sont les tapis roulants de l’océan, transportant l’eau et les nutriments et contrôlant le climat de la Terre. Les courants de surface sont relativement faciles à mesurer et à suivre. Mais les courants océaniques profonds restent en grande partie un mystère. Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience fournit le plus grand ensemble de données à ce jour sur la vitesse et la direction des courants circulant près du fond marin, et cela ne ressemble en rien à ce que les scientifiques attendaient.
Les scientifiques peuvent mesurer les courants marins profonds à l’aide de capteurs appelés profileurs acoustiques de courant Doppler (ADCP) fixés au fond marin. Mais le déploiement et la gestion de ces amarres sont complexes et coûteux, c’est pourquoi de nombreuses études les ont utilisées avec parcimonie pendant de courtes périodes.
Par chance, la société pétrolière et gazière italienne Eni a déployé un ensemble sans précédent de 34 ADCP à des fins industrielles sur une superficie d’environ 2 500 kilomètres carrés (965 milles carrés) dans le canal du Mozambique, juste au large de la côte. L’entreprise a partagé les données, offrant ainsi aux scientifiques une vue unique et détaillée du fond marin. Les instruments ont mesuré la vitesse et la direction des courants toutes les 10 minutes pendant 4 ans.
Les chercheurs ont utilisé 34 profileurs de courants acoustiques Doppler comme celui illustré ici pour mesurer les courants marins profonds près du Mozambique. Mike Claire
Lorsque Lewis Bailey, géologue aujourd’hui à l’Université de Calgary, a commencé à analyser des montagnes de données ADCP, les résultats semblaient si différents de la tendance attendue des courants constants vers le nord qu’il s’est demandé s’il avait commis une erreur. « La première chose que j’ai pensé, c’est : « Cela ne peut pas être vrai » », a-t-il déclaré.
Mais après avoir analysé les chiffres, les chercheurs ont découvert que les courants sur le fond marin s’accéléraient, ralentissaient et changeaient même de direction. « Nous avons été très surpris de voir à quel point tous les courants étaient variables, même entre des mouillages assez proches les uns des autres », a déclaré Bailey.
Les chercheurs ont étudié ce qui aurait pu causer ces changements. « C’était presque comme un travail de détective », a déclaré Bailey. Les courants variaient en fonction de la saison et des cycles de marée. L’ADCP et les tendances du fond marin érodé ont montré que les courants sur les pentes exposées du fond marin s’écoulent en moyenne vers le nord. Mais dans les canyons sous-marins, orientés approximativement d’est en ouest, le courant change souvent de direction, s’écoulant vers le haut ou vers le bas.
Les scientifiques suggèrent que la nature des courants est largement déterminée par les marées et la topographie des fonds marins.
Les scientifiques s’appuient également sur la modélisation des courants océaniques et sur des échantillons limités de carottes du fond marin pour étudier le transport et le dépôt de sédiments et de polluants tels que les microplastiques et la manière dont ils peuvent affecter les écosystèmes des grands fonds. Ils utilisent également des techniques similaires pour reconstruire les anciennes conditions océaniques.
Les auteurs de la nouvelle étude suggèrent que ces simulations pourraient être trop simplistes.
Les chercheurs ont reconnu que l’étude a été menée dans une seule zone des océans du monde et que des données supplémentaires provenant d’autres zones seront inestimables pour créer de meilleurs modèles.
