L'océan Austral, cette vaste étendue d'eau froide qui encercle l'Antarctique, joue un rôle crucial dans la régulation du climat mondial. Il absorbe une part importante du dioxyde de carbone émis par l'activité humaine. Des données récentes révèlent un comportement inattendu de cet océan, absorbant plus de CO2 qu'initialement prévu par les modèles climatiques.
Points Clés
- L'océan Austral absorbe environ 40% du CO2 océanique.
- Les modèles climatiques prévoyaient un affaiblissement de ce puits de carbone.
- Des observations récentes montrent une absorption accrue de CO2 depuis les années 2000.
- La stratification de l'eau douce en surface masque l'upwelling des eaux profondes riches en carbone.
- Cette stratification pourrait s'amincir, modifiant la capacité d'absorption future.
Un rôle majeur dans le climat mondial
L'océan Austral représente environ 25 à 30 % de la surface océanique globale. Il est vital pour le système climatique de la Terre en raison de sa capacité à stocker la chaleur et le dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphère. Environ 40 % de tout le CO2 d'origine humaine absorbé par les océans est capté par l'océan Austral.
Cette capacité d'absorption est principalement due à ses couches de surface froides et relativement douces. Elles agissent comme un couvercle sur des réservoirs d'eau plus chaude, plus salée et riche en carbone, piégeant ainsi une grande quantité de CO2. Même un léger changement dans cette stratification pourrait transformer l'océan d'un tampon climatique en une source de CO2 atmosphérique.
Fait intéressant
L'océan Austral absorbe à lui seul près de la moitié du dioxyde de carbone total capté par tous les océans du monde.
Les prévisions des modèles climatiques
Pendant près de deux décennies, les scientifiques ont utilisé des modèles informatiques pour anticiper le rôle de l'océan Austral face au changement climatique. Ces modèles suggéraient un affaiblissement de sa capacité à absorber le carbone à mesure que le monde se réchauffe. Ils prédisaient que des vents d'ouest plus forts et une augmentation des gaz à effet de serre entraîneraient une remontée des eaux profondes riches en carbone vers la surface.
Cette remontée des eaux, appelée upwelling, libérerait du CO2 dans l'atmosphère. Elle réduirait ainsi la capacité de l'océan à atténuer le réchauffement climatique. L'intensification de la circulation méridienne de renversement de l'océan Austral était une hypothèse clé, selon Léa Olivier, co-autrice d'une nouvelle étude et océanographe.
« L'hypothèse clé dans les modèles climatiques antérieurs est une intensification de la circulation méridienne de renversement de l'océan Austral », a déclaré Léa Olivier. « Cela entraînerait davantage d'eaux profondes de l'océan en contact avec l'atmosphère, affaiblissant ainsi le puits de carbone de l'océan Austral. »
Des observations inattendues
Cependant, de nouvelles données ont révélé un scénario contraire. Depuis le début des années 2000, l'océan Austral absorbe plus de carbone, et non moins. Une analyse à long terme de la chimie océanique, menée par des chercheurs du Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine et de l'Université Ludwig Maximilian de Munich, offre une explication claire à cette résilience inattendue.
Les modèles climatiques avaient certes bien compris certains aspects physiques. Mais ils ont manqué un processus de surface puissant qui masquait temporairement l'affaiblissement prévu. Les eaux profondes circumpolaires, naturellement riches en carbone inorganique dissous et plus chaudes que les couches supérieures, sont effectivement remontées d'environ 40 mètres depuis les années 1990. Cela a augmenté la pression de CO2 dans la subsurface d'environ 10 microatmosphères, ce qui est conforme aux projections des modèles.
Comprendre la stratification
La stratification est le processus par lequel les couches d'eau de différentes densités se séparent. Dans l'océan Austral, l'eau douce plus légère en surface agit comme une barrière, empêchant les eaux profondes riches en carbone de remonter et de libérer leur CO2 dans l'atmosphère.
Le rôle crucial de la stratification
Malgré la remontée des eaux profondes, l'océan n'émettait pas plus de CO2. L'équipe de recherche a découvert la raison dans une fine couche d'eau douce en surface. Au cours des dernières décennies, l'océan Austral est devenu moins salé. Cela est dû à l'augmentation des précipitations, au transport de la glace de mer et à la fonte des glaciers de l'Antarctique. L'eau douce étant plus légère, elle s'accumule en surface, renforçant la stratification.
Cette stratification a empêché l'eau riche en carbone des profondeurs d'être exposée à l'atmosphère. Elle semble plutôt piégée entre 100 et 200 mètres sous la surface. Selon Léa Olivier, cette interaction complexe entre forces est ce que les modèles n'ont pas réussi à saisir pleinement. La stratification est difficile à représenter en raison de la complexité de la physique des tourbillons et des cavités sous les plateformes de glace.
- Changements dans la salinité: L'océan Austral est devenu moins salé.
- Impact de l'eau douce: L'eau douce plus légère renforce la stratification.
- Piège à carbone: Le CO2 profond reste piégé sous la couche de surface.
Une répit temporaire
La nouvelle étude souligne que la situation actuelle pourrait ne pas durer. Vers la première moitié des années 2010, la couche stratifiée a commencé à s'amincir. Des observations récentes montrent une nouvelle augmentation de la salinité de surface dans certaines parties de l'océan Austral. Cela suggère que ce « couvercle » protecteur pourrait s'estomper.
« Nous observons une forte stratification, mais elle devient moins profonde », a expliqué Léa Olivier. « Des vents forts pourraient plus facilement atteindre les eaux profondes, chaudes, salées et riches en dioxyde de carbone, sous la couche stratifiée. Une fois ces eaux mélangées, il sera plus difficile de restraifier la couche supérieure. »
En d'autres termes, l'affaiblissement prévu du puits de carbone pourrait réapparaître, potentiellement plus tôt que prévu. Le réservoir de CO2 profond est déjà plus proche de la surface qu'il ne l'était auparavant. Si la stratification continue de s'éroder, le carbone que les modèles s'attendaient à voir à la surface il y a des décennies pourrait soudainement apparaître.
Le paradoxe des modèles
Les modèles ont mis en évidence une vulnérabilité, tandis que les observations ont révélé une exception temporaire. Le système climatique de la Terre se situe entre ces deux réalités.
L'importance continue de la modélisation et de l'observation
Plutôt que de discréditer les modèles, les chercheurs estiment que leurs découvertes renforcent leur importance. Les projections des modèles ont orienté l'attention vers des processus spécifiques que les scientifiques devaient observer. Ces observations ont finalement aidé à expliquer pourquoi l'océan Austral s'est comporté de manière inattendue.
La leçon est claire : les modèles révèlent des vulnérabilités, tandis que les observations révèlent des exceptions. Pour comprendre l'avenir, des observations continues et annuelles sont essentielles dans cet environnement parmi les plus rudes du monde. La capacité de l'océan Austral à absorber ou à libérer du carbone dans les prochaines décennies pourrait profondément modifier l'avenir de la planète et tester la précision de nos modèles face à l'évolution de cet océan en apparence petit, mais d'une importance capitale.
