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Une étude montre que la circulation océanique mondiale s’accélère

La circulation de l’eau dans les océans du monde entier s’accélère, contrairement aux modèles antérieurs de changement climatique, selon une étude publiée dans Science Advances le 5 février. Au sein des bassins océaniques, les mouvements d’eau se sont accélérés au cours des 20 dernières années.

Les implications de cette tendance sont encore inconnues, mais les chercheurs estiment que ces résultats seront essentiels pour éclairer les futurs modèles de changement climatique. « C’est un article tout à fait passionnant », déclare Joellen Russell, géoscientifique à l’Université d’Arizona, qui n’a pas participé à l’étude. « Je pense que les résultats sont robustes, je pense qu’ils sont importants, et je pense qu’ils sont un peu choquants », dit-elle.

L’eau des océans fait continuellement circuler la planète par le biais de courants, de gyres et de tourbillons. La circulation océanique est un processus fondamental pour la vie sur Terre. Ces mouvements par dispersion de la chaleur régulent le climat de la Terre. Ils permettent de transporter l’eau chaude des tropiques vers les régions polaires et de ramener l’eau plus froide par les profondeurs des océans. De même, les gaz atmosphériques, comme l’oxygène et le dioxyde de carbone dissous dans l’eau, sont transportés par eux, et ils font remonter les nutriments des profondeurs.

Des modèles spécifiques, basés sur des mesures de la température de l’eau et d’autres facteurs, prévoyaient que le réchauffement climatique affaiblirait ces courants. « La plupart des gens s’attendent à ce que la circulation océanique mondiale ralentisse », explique M. Russell, et donc à ce que les mers deviennent plus stratifiées en termes de gradient de température de la surface à la profondeur et plus stables, avec moins de mélange.

Mais, contrairement à ces prévisions, la nouvelle étude, qui examine la circulation à l’échelle mondiale, montre « une nette augmentation au cours des vingt dernières années… [David Ferreira, de l’université de Reading, qui étudie la dynamique des océans mais n’a pas participé à cette recherche. Et c’est « plutôt intéressant », ajoute-t-il.

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Il y a eu « de nombreuses études sur diverses circulations océaniques importantes mais à l’échelle régionale ou du bassin », écrit le coauteur Shijian Hu de l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences dans un courriel adressé à The Scientist. « Cependant, on n’a pas bien compris quelle était la tendance de la circulation océanique à grande échelle de la Terre dans le contexte du réchauffement climatique, en partie à cause du manque d’observations directes systématiques et continues des océans de la Terre. »

L’équipe de Hu a examiné les observations historiques et assimilé des ensembles de données provenant d’un large éventail de sources. Elle a inclus des mesures satellitaires, des profileurs de courant acoustiques Doppler et différentes mesures de température et de salinité obtenues par le système mondial Argo qui comprend une flotte de milliers de flotteurs dérivants déployés dans les océans du monde entier depuis le début des années 2000 et qui assurent une surveillance continue de la température, de la salinité et de la vitesse de la couche supérieure de l’océan.

Alors qu’une tendance au ralentissement de la circulation océanique est observée dans certaines régions, par exemple dans l’Atlantique Nord, sur l’ensemble de la planète, l’équipe a découvert à partir de ces données qu’il y avait une « accélération significative surprenante de la circulation moyenne mondiale au cours des deux dernières décennies », écrit Hu. L’accélération était particulièrement importante dans les océans tropicaux, note l’équipe.

Selon l’équipe, la raison probable de cette accélération est l’augmentation de la vitesse des vents de surface. En effet, « Tous les produits [d’assimilation de données] montrent une augmentation remarquable de la vitesse moyenne mondiale du vent de surface de la mer au cours des deux dernières décennies », écrit Hu.

Maintenant, quels sont les impacts probables de l’accélération des mouvements océaniques ? « Si les transports planétaires à grande échelle augmentent, cela pourrait jouer un rôle dans la modulation de l’absorption de chaleur par le climat », explique l’océanographe et climatologue Gael Forget du MIT, qui n’a pas participé à l’étude. « En tant que tendance générale », explique-t-il, une plus grande turbulence « augmenterait probablement l’absorption de la chaleur anthropique ».

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« L’influence la plus importante des changements de la circulation océanique se situe probablement au niveau de la biologie », déclare George Nurser, modélisateur des systèmes marins du Centre national d’océanographie au Royaume-Uni, qui ne faisait pas non plus partie de l’équipe de recherche. Certaines espèces de poissons ne fraient qu’à des températures particulières. Le mouvement accéléré des masses d’eau peut entraîner une modification des frayères ou avoir un impact sur la connectivité des écosystèmes marins.

Les sources de nourriture peuvent être affectées en plus de l’altération de la répartition géographique, explique M. Forget. « Les écosystèmes marins dépendent de nutriments qui, à bien des égards, proviennent d’en dessous, donc si vous augmentez le mélange près de la surface où résident les écosystèmes marins, vous risquez de les exposer à davantage de nutriments. »

Selon Russell, l’accélération de la circulation de l’océan n’est pas nécessairement une bonne ou une mauvaise nouvelle concernant le changement climatique. « Il y a toujours des gagnants et des perdants dans ces situations ». Et il y aura probablement des débats continus sur les effets, les principaux moteurs de la tendance, et sa longévité, dit-elle. « Mais le fait que cet article serve de point de départ à ces débats est merveilleux. »

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