Atlantique : nouvelles découvertes sur la formation des eaux profondes et les courants océaniques

February 14, 2019 Les observations à long terme contredisent les points de vue précédents

L'Atlantique Nord subpolaire joue un rôle crucial dans la circulation océanique mondiale. Par refroidissement près de la surface, l'eau chaude est transformée en eau profonde froide et lourde, qui s'écoule en profondeur de façon équatoriale. En se basant sur les données des modèles, on supposait auparavant que la majeure partie des eaux profondes se formait dans la mer du Labrador. Les observations à long terme d'un consortium international avec la participation du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel montrent désormais que la principale contribution à la circulation méridienne de retournement a lieu dans l'est de l'Atlantique Nord

Les courants océaniques sont principalement causés par le vent et les différences de densité de l'eau de mer. Pour les courants de l'Atlantique Nord, ces deux processus sont importants. L'eau chaude et riche en sel est transportée loin vers le nord par le Gulf Stream et ses contreforts. L'eau est refroidie, ce qui entraîne une augmentation de la densité de l'eau de mer et provoque donc une diminution. L'eau profonde et dense s'écoule alors à nouveau vers l'équateur. Ce système d'écoulement est également appelé circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC). Il est d'une grande importance pour le climat, en particulier pour les hivers comparativement doux du nord de l'Europe. Dans certaines régions, notamment dans la mer du Labrador, l'eau de surface peut s'enfoncer dans les profondeurs de la mer. L'apport d'eau douce, comme la fonte des terres due au réchauffement climatique, réduit la densité des eaux de surface. Un assèchement de la formation des eaux profondes et donc de la circulation méridienne de retournement aurait un impact direct sur le climat en Europe.

"La circulation méridienne de retournement de l'Atlantique est un mécanisme complexe qui comporte de nombreux processus. Les observations directes sont donc rares, et de nombreuses relations n'ont jusqu'à présent été dérivées que d'études de modèles," explique le Dr. med. Johannes Karstensen de GEOMAR, l'un des co-auteurs d'une étude qui vient d'être publiée dans la revue internationale Science. Afin de vérifier ces résultats théoriques issus des modèles à l'aide d'observations, la première étude complète de la circulation subpolaire de retournement de l'Atlantique a été lancée en 2014 avec la participation de sept pays sous le nom de "OSNAP" (overturning in the Subpolar North Atlantic Program). Le système d'observation OSNAP est divisé en deux sections : à travers la mer du Labrador, du Canada à la pointe sud du Groenland, et plus loin l'Atlantique Nord subpolaire oriental, de la pointe sud du Groenland à l'Écosse. Un grand nombre de stations de mesure permanentes (mouillages) constituent l'épine dorsale du système. Dans ces stations, les données relatives au débit ainsi que les températures et la salinité de l'eau sont enregistrées en continu.

"Dans la série chronologique de 21 mois de la circulation de retournement issue des mesures de l'OSNAP, nous observons une variabilité étonnamment élevée. Cependant, le résultat le plus surprenant à l'heure actuelle est que la mer du Labrador, que nous avons toujours considérée comme la région de formation des eaux profondes la plus importante, ne contribue qu'à hauteur de 15 % environ à la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique. Nous devons réfléchir à la manière d'adapter le concept de formation et de circulation des eaux profondes. Il est important de mieux identifier les processus responsables des fluctuations de la série chronologique OSNAP," Karstensen.

"Par exemple, il est possible que la période de mesure OSNAP de 2014 à 2016 n'ait détecté qu'une condition spécifique de la circulation méridienne. Une question qui ne peut être déterminée que par des séries de mesures plus longues", explique le Dr. med. Karstensen. Au cours de l'été 2018, les équipes OSNAP d'Europe, des États-Unis, du Canada et de Chine ont à nouveau voyagé avec les navires de recherche dans l'Atlantique Nord subpolaire. Les données sont actuellement analysées et la série chronologique OSNAP de la circulation atlantique devrait prochainement être prolongée de deux ans. "Cette région est l'un des paramètres les plus sensibles de notre système climatique. Ici, des changements relativement petits et rapides peuvent déclencher des effets globaux et à long terme sur le climat. C'est pourquoi une compréhension globale des processus dans cette région est si importante." a expliqué Karstensen.

Les données compilées par l'équipe internationale sont intégrées aux rapports du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), dont le prochain rapport sera établi dans quelques années seulement et constituera la base des recommandations d'action en matière de protection du climat.