La fonte des glaces cache un énorme secret climatique sous l’Antarctique
Les modèles climatiques prédisent depuis longtemps que le réchauffement climatique affaiblirait la capacité de l’océan Austral à absorber le dioxyde de carbone (CO2). Pourtant, des décennies de mesures montrent peu de signes de ce déclin. Des scientifiques de l’Institut Alfred Wegener (AWI) ont découvert une raison probable pour cette surprenante stabilité. Leurs résultats suggèrent que l’eau douce et peu salée près de la surface a contribué à piéger le carbone dans les profondeurs de l’océan, ralentissant ainsi son retour dans l’atmosphère. Mais le changement climatique altère progressivement ces délicates couches océaniques et pourrait bientôt perturber ce système naturel de stockage du carbone. L’étude paraît dans Changement climatique.
Pourquoi l’océan Austral est si important
Les océans de la planète captent environ un quart de tout le CO produit par l’homme2 émissions. L’océan Austral représente à lui seul environ 40 % de ce total, ce qui en fait l’une des défenses naturelles les plus puissantes de la planète contre le réchauffement climatique. Cet immense puits de carbone fonctionne grâce à un système de circulation complexe : les eaux profondes remontent à la surface, échangent des gaz avec l’atmosphère, puis redescendent, emportant le CO absorbé.2 retourner dans les profondeurs.
Le bilan dépend de la quantité de CO naturel2 des anciennes eaux profondes refait surface. Lorsque davantage d’eau souterraine riche en carbone atteint la surface, cela limite la quantité de nouveau CO2 produit par l’homme.2 l’océan peut absorber. Cette interaction est régie par la stratification des différentes masses d’eau et par la force des courants océaniques.
Eaux anciennes et vents fortifiants
Les eaux profondes qui refont surface dans l’océan Austral sont isolées depuis des siècles, voire des millénaires, accumulant de grandes quantités de CO2. Les modèles climatiques prédisent que des vents d’ouest plus forts, dus au changement climatique provoqué par l’homme, ramèneront davantage de cette eau riche en carbone à la surface, réduisant ainsi la capacité de l’océan à absorber le CO.2 à long terme.
Cependant, malgré ces vents plus forts, les données collectées au cours des dernières décennies montrent que l’océan Austral reste un puissant puits de carbone. La nouvelle recherche de l’AWI aide à expliquer pourquoi : la stratification des océans a changé d’une manière qui maintient une grande partie du carbone profond enfermé.
La barrière invisible qui retient le carbone en dessous
« Les eaux profondes de l’océan Austral se trouvent normalement en dessous de 200 mètres », explique le Dr Léa Olivier, océanographe de l’AWI et auteur principal de l’étude. « Elle est salée, riche en nutriments et relativement chaude par rapport à l’eau plus proche de la surface. »
Ces eaux profondes contiennent de grandes réserves de CO dissous2 qui est entré dans l’océan il y a longtemps. En revanche, l’eau proche de la surface est plus froide, moins salée et retient moins de CO2.
Tant que cette couche de densité reste forte, le CO2-Les eaux profondes riches restent scellées. Mais si la frontière entre les couches s’affaiblit, le carbone piégé pourrait atteindre plus facilement la surface et s’échapper dans l’atmosphère.
Des vents plus forts, des risques croissants
« Des études antérieures suggéraient que le changement climatique global renforcerait les vents d’ouest sur l’océan Austral et, par conséquent, le renversement de la circulation », explique Léa Olivier. « Cependant, cela transporterait davantage d’eau riche en carbone des profondeurs de l’océan vers la surface, ce qui réduirait par conséquent la capacité de l’océan Austral à stocker le CO.2« .
Bien qu’une telle intensification des vents ait été observée et liée à l’activité humaine, les mesures ne montrent toujours pas de diminution majeure de l’absorption du carbone par les océans – du moins pas encore.
Les apports d’eau douce renforcent les couches océaniques
La surveillance à long terme menée par l’AWI et d’autres instituts de recherche montre que le changement climatique modifie déjà les caractéristiques des eaux de surface et des eaux profondes. « Dans notre étude, nous avons utilisé un ensemble de données comprenant des données biogéochimiques provenant d’un grand nombre d’expéditions marines dans l’océan Austral entre 1972 et 2021. Nous avons recherché des anomalies à long terme, ainsi que des changements dans les modes de circulation et les propriétés des masses d’eau. Ce faisant, nous avons uniquement considéré les processus liés à l’échange entre les deux masses d’eau, à savoir la circulation et le mélange, et non les processus biologiques par exemple », explique Léa Olivier. « Nous avons pu constater que depuis les années 1990, les deux masses d’eau sont devenues plus distinctes l’une de l’autre. » La salinité des eaux de surface de l’océan Austral a diminué en raison de l’apport accru d’eau douce provoqué par les précipitations et la fonte des glaciers et de la glace marine. Ce « rafraîchissement » renforce la stratification de densité entre les deux masses d’eau, ce qui à son tour retient le CO2-une eau profonde et riche emprisonnée dans la couche inférieure et l’empêche de franchir la barrière entre les deux couches.
Un bouclier temporaire contre le changement climatique
« Notre étude montre que ces eaux de surface plus douces ont temporairement compensé l’affaiblissement du puits de carbone dans l’océan Austral, comme le prédisaient les simulations des modèles. Toutefois, cette situation pourrait s’inverser si la stratification venait à s’affaiblir », résume Léa Olivier. Les vents d’ouest qui se renforcent poussent déjà les eaux profondes plus près de la surface. Depuis les années 1990, la limite supérieure de la couche d’eau profonde s’est élevée d’environ 40 mètres.
Comme CO2-L’eau riche remplace une plus grande partie de la couche de surface, la frontière entre elles devient plus vulnérable au mélange, probablement causé par ces mêmes vents. Une fois le mélange augmenté, le CO stocké2 pourrait commencer à s’échapper vers le haut et à s’échapper dans l’atmosphère.
Panneaux d’avertissement sous les vagues
Des recherches récentes suggèrent que ce processus pourrait déjà commencer. Si davantage de carbone provenant des profondeurs océaniques atteint la surface, le rôle de l’océan Austral en tant que puits de carbone mondial pourrait s’affaiblir, accélérant ainsi le changement climatique.
» Ce qui m’a le plus surprise, c’est que nous ayons trouvé la réponse à notre question sous la surface. » Il faut regarder au-delà de la seule surface de l’océan, sinon on risque de passer à côté d’un élément clé de l’histoire « , explique Léa Olivier.
« Pour confirmer si davantage de CO2 « Dans les années à venir, l’AWI prévoit d’examiner attentivement ces processus précis dans le cadre du programme international Antarctica InSync et de mieux comprendre les effets du changement climatique sur l’océan Austral et les interactions potentielles. »