Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Premières observations des flux d’eau profonde remontant vers la surface sous la banquise antarctique

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Toutes les secondes, près de 30 millions de mètres cubes d’eau profonde relativement chaude et riche en carbone remontent à la surface de l’océan, sous la banquise antarctique. Cette "pompe", qui alimente la circulation océanique et les échanges de chaleur et de carbone entre les profondeurs et la surface de l’océan, dépend de façon cruciale de la distribution régionale des précipitations et de la banquise. Elle est donc très sensible à la variabilité et aux changements climatiques. Pour la première fois, une équipe franco-australienne(1) a estimé les flux de cette pompe à partir d’observations.

Tous les océans de la planète Terre sont connectés par une circulation océanique lente, que l’on nomme parfois tapis roulant océanique ou encore circulation de retournement(2). Cette circulation est fondamentale pour le climat, car elle permet de propager des anomalies climatiques sur l’ensemble de la planète, mais également d’enfouir dans les profondeurs océaniques d’énormes quantités de chaleur et de carbone, jouant ainsi un rôle de tampon aux changements climatiques actuels.
Depuis plusieurs décennies, les océanographes et climatologues ont pressenti qu’un des éléments centraux de cette circulation de retournement se trouve à nos antipodes, sur le pourtour du continent antarctique. Certains indices observationnels ainsi que certaines simulations numériques laissent à penser que la plupart des remontées d’eau profonde ont lieu sur le pourtour antarctique, après avoir coulé plusieurs milliers d’années plus tôt. Ces remontées d’eau relâchent à la surface de l’océan d’importantes quantités de chaleur et de carbone. Cependant, l’intensité de ces remontées et les processus sous-jacents n’ont encore jamais pu être abordés à partir d’observations. L’étude de V. Pellichero et coauteurs lève le voile sur cet élément clé du système climatique.

Les auteurs ont analysé plus de 50 ans de données de navires océanographiques, qu’ils ont combinées à des observations de flotteurs robotisés ainsi qu’à plusieurs centaines de milliers d’observations effectuées par des capteurs placés sur le dos de mammifères marins. « Les mammifères marins nous apportent un nouveau regard sur la physique de l’océan, car ils nous offrent des observations inédites prises directement sous la banquise en hiver, à des endroits extrêmement hostiles et difficilement atteignables par bateau ».


Coupe transversale schématique illustrant les principales masses d’eau de l’océan Austral et leur interaction avec la glace et la surface. Les flèches correspondant à la masse d’eau indiquent un enfouissement vers les profondeurs, ou une remontée vers la surface. Les flèches violettes illustrent l’effet de l’étendue de la glace de mer vers le nord et du transport d’eau douce.

Cette combinaison de données inédites a révélé que la banquise antarctique et les précipitations atmosphériques, en modifiant la salinité de l’océan, jouent littéralement le rôle d’une pompe océanique recyclant les énormes quantités d’eau quand elles arrivent en surface, en transformant très efficacement leurs caractéristiques, ce qui permet de maintenir en continu ces remontées d’eau sous la banquise.

Note(s) :

Les chercheurs sont issus du Laboratoire d’océanographie et du climat : expérimentation et approches numériques (LOCEAN/IPSL, CNRS / Sorbonne Université / IRD / MNHN) et de l’antarctic climate and ecosystems cooperative research Center (CSIRO, University of Tasmania
Également appelée "Circulation thermohaline"

Source(s) :

The southern ocean meridional overturning in the sea-ice sector, V. Pellichero, J.-B. Sallée, C. Chapman, S. Downes, Nature Communications, DOI : 10.1038/s41467-018-04101-2, 2018.