Des recherches révèlent comment l’absorption de chaleur et de carbone dans l’océan Austral influence notre climat
Au cours des six dernières décennies, l’absorption simultanée de chaleur et de CO2 par l’océan Austral a contribué à modérer le rythme du réchauffement climatique. Le manque de connaissances sur les processus océaniques sous-jacents est imputable à un manque d’observations dans cet environnement extrême et aux difficultés à déterminer les processus intermittents à différentes échelles dans les modèles actuels du système terrestre. Le projet SO-CHIC, financé par l’UE, a été lancé pour mieux comprendre et quantifier la variabilité des bilans de chaleur et de carbone dans l’océan Austral. «Nous avons étudié les processus physiques clés qui contrôlent les échanges entre l’atmosphère, l’océan et la glace de mer en combinant différentes approches d’observation et de modélisation», explique Jean-Baptiste Sallee, coordinateur du projet.
Examiner l’impact des petits processus de courte durée
Les processus à petite échelle (de 1 à 10 km) et transitoires (de quelques jours à quelques semaines) remettent en question notre compréhension de la manière dont l’océan Austral transporte la chaleur, le carbone et d’autres éléments importants de la surface vers les profondeurs. Ces processus se produisent dans la couche de mélange, une partie de l’océan où différentes propriétés de l’eau se combinent. Les caractéristiques de cette couche, telles que la profondeur et la flottabilité, sont essentielles pour comprendre comment ces éléments montent et descendent dans l’océan. «Nous avons montré que les processus locaux et transitoires tels que la turbulence induite par les tempêtes, ou les processus à méso-échelle et sous-méso-échelle se développant en haute mer ou à la lisière de la glace de mer, pouvaient jouer un rôle dans le transfert des traceurs à travers la base de la couche de mélange», explique Jean-Baptiste Sallee. Des efforts sont actuellement déployés pour mieux comprendre l’effet net de ces processus à petite échelle sur la circulation à grande échelle de l’océan Austral et leur impact sur le climat.
Déterminer les causes de l’ouverture des polynies
Autour de Maud Rise, une montagne sous-marine située à l’est de la mer de Weddell, des masses d’eau anormales et des flux cross-frontaux peuvent créer des conditions favorables à la formation d’une polynie ouverte. Cette dernière assure un lien direct entre la surface et les profondeurs de l’océan. Un tel flux cross-frontal est bénéfique pour Maud Rise, car les mouvements d’eau horizontaux à grande échelle contribuent à diviser les différentes masses d’eau sur les bords de ce plateau. La force de cette circulation évolue de manière saisonnière et est fortement contrôlée par les vents et légèrement par la couverture de glace de mer. La glace de mer joue à son tour un rôle crucial dans la formation d’eau dense sur le plateau antarctique, qui se transforme ensuite en interagissant avec les plateaux de glace et les eaux plus chaudes. Les eaux denses du plateau sont exportées du plateau de Weddell principalement par les canyons et sont liées à l’importation d’eaux profondes plus chaudes.
Étudier les processus contrôlant les eaux de fond
«Le carbone et la chaleur peuvent pénétrer dans l’océan Austral par la formation, l’exportation et la consommation des eaux de fond. Les eaux de fond de la mer de Weddell sont consommées par les processus de mélange abyssal, qui contrôlent la circulation générale de l’eau dans l’océan profond. Les nouvelles découvertes montrent que les grandes régions océaniques ne sont pas liées à ce mouvement global de l’eau», explique Jean-Baptiste Sallee. Les processus à l’œuvre dans l’océan supérieur, les polynies, la formation et la consommation d’eau de fond se combinent pour ventiler l’océan Austral. Cette ventilation permet de propager en profondeur des signaux de changement climatique qui modifient la structure thermohaline de l’océan Austral. Ces changements sont sans équivoque si l’on considère les observations répétées sur plusieurs décennies de l’océan Austral. SO-CHIC a non seulement généré et diffusé de nouvelles connaissances, mais a également contribué à assurer leur application pratique au-delà du projet lui-même. L’impact du projet a été pris en compte dans le sixième cycle d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, par le biais de ses rapports et de sa participation à des événements politiques de haut niveau.
Mots‑clés
SO-CHIC, océan Austral, chaleur, carbone, changement climatique, polynie, Maud Rise, mer de Weddell
