La perte de glace de mer antarctique, observée depuis 2014, dépend non seulement des émissions de dioxyde de carbone mais aussi de la stratification de l'océan Austral. Une nouvelle étude publiée dans Geophysical Research Letters révèle que la stabilité des couches océaniques est un facteur clé pour la réversibilité de cette perte de glace.
Les chercheurs ont découvert que des couches océaniques initialement plus épaisses et stables peuvent empêcher la récupération de la glace de mer, même avec une réduction des émissions de CO2. Cette compréhension est essentielle pour améliorer les prévisions climatiques mondiales.
Points Clés
- La stratification de l'océan Austral est cruciale pour la récupération de la glace de mer antarctique.
- Une forte stratification retient la chaleur en surface, accélérant la fonte.
- Une faible stratification permet à la chaleur de se mélanger en profondeur, favorisant la formation de glace.
- La récupération de la glace de mer peut accuser un retard significatif par rapport à la réduction du CO2.
- Des observations et des modèles améliorés sont nécessaires pour des prévisions précises.
Stratification Océanique et Fonte des Glaces
Les observations satellites montrent une diminution notable de l'étendue de la glace de mer antarctique depuis 2014. Les pertes ont été particulièrement prononcées ces dernières années. Cette tendance soulève des questions sur la capacité de l'Antarctique à récupérer sa glace de mer.
Selon Sirui Li de l'Université Océanique de Chine et ses collègues, la réversibilité de cette perte dépend de la stratification océanique. La stratification fait référence à la manière dont les couches d'eau plus légères et froides en surface reposent sur des eaux plus chaudes, salées et denses en profondeur.
Les scientifiques ont utilisé des expériences de modèles climatiques, notamment le Coupled Model Intercomparison Project Phase 6. Ces modèles simulaient des scénarios futurs de stabilisation et de réduction du dioxyde de carbone, en partant de différents états de stratification initiale autour de l'Antarctique.
Un Chiffre Clé
En 2129, même après le retour des concentrations de CO2 aux niveaux préindustriels dans le modèle, la surface de la glace de mer restait inférieure de 1,4 million de km² à son état préindustriel.
Impact de la Stratification Initiale
Les chercheurs ont comparé ce qui se passe si l'océan Austral est déjà fortement stratifié ou moins stratifié lorsque les émissions de CO2 commencent à plafonner ou à diminuer. L'objectif était de déterminer les conditions dans lesquelles le déclin de la glace de mer antarctique est réversible.
Ils ont constaté que plus la stratification initiale était forte en présence de niveaux élevés de CO2 atmosphérique, plus la chaleur était stockée dans la couche superficielle de l'océan ouvert. Cette chaleur n'était pas mélangée vers le bas, ce qui entraînait une fonte accélérée de la glace de mer.
Ce processus de fonte renforçait davantage la stratification océanique. Il créait une boucle de rétroaction positive, conduisant à des pertes supplémentaires de glace de mer, même lorsque les émissions de dioxyde de carbone étaient réduites.
"La stratification initiale et la stabilité des couches océaniques sont un contrôle clé sur la réversibilité de la perte de glace de mer dans divers scénarios d'émissions de dioxyde de carbone futurs." – Sirui Li, Université Océanique de Chine.
Persistance des Effets et Scénarios de Récupération
Les simulations montrent que les changements dans la glace de mer antarctique accusent un retard par rapport aux forçages de dioxyde de carbone. L'océan continue d'absorber la chaleur induite par les gaz à effet de serre pendant une période considérable.
Dans le modèle, la surface de la glace de mer a continué de diminuer de 0,2 million de km² supplémentaires d'ici 2189, malgré le retour aux niveaux préindustriels de CO2. Cela indique une inertie significative du système.
À l'inverse, une stratification océanique initiale plus faible favorisait la récupération de la glace de mer dans plusieurs scénarios de réduction des émissions. Cela s'explique par le fait que la chaleur était stockée à des profondeurs plus importantes ou mélangée vers le bas. La surface se refroidissait, ce qui favorisait la formation de glace ou, du moins, décourageait la fonte.
Contexte de la Stratification
La stratification est influencée par divers facteurs, notamment le transport de la glace de mer, la fonte des eaux, les précipitations et les régimes de vent. Ces éléments modifient les profils de salinité et de température, impactant directement la stabilité des couches océaniques.
L'Importance du Moment
Le moment des actions est crucial. Si la stratification reste plus faible suffisamment longtemps pendant que les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique sont maîtrisés, il y a de l'espoir pour la récupération. Cependant, si la stratification de l'océan se renforce trop tôt, le système pourrait basculer dans un régime où la perte s'accélère et où la récupération devient très difficile ou très lente.
La glace de mer antarctique ne concerne pas seulement la glace elle-même. Elle influence le climat mondial, la circulation océanique, les écosystèmes et le niveau de la mer. Par exemple, moins de glace signifie plus d'eau libre en été, qui absorbe plus d'énergie solaire et réchauffe davantage l'océan (rétroaction glace-albédo).
- Impact sur les écosystèmes : La glace de mer soutient des écosystèmes spécialisés qui dépendent de sa présence. Sa disparition met en péril les organismes qui y vivent.
- Hausse du niveau de la mer : Des eaux de surface plus chaudes peuvent accélérer la fonte des plates-formes de glace par le dessous, augmentant le déversement de glace terrestre et favorisant l'élévation du niveau de la mer.
Améliorer les Prévisions et les Modèles
Pour améliorer les prévisions, les chercheurs appellent à de meilleures observations de la stratification. Cela inclut des mesures à haute résolution de la température et de la salinité sous la surface autour de l'Antarctique. Un meilleur suivi des flux d'eau de fonte, des vents et des interactions océan-atmosphère est également nécessaire.
Ils encouragent également la poursuite des efforts pour affiner les modèles afin de mieux résoudre les processus de mélange vertical. Les décideurs politiques et les modélisateurs climatiques devraient traiter la stratification non pas comme une question secondaire, mais comme un facteur central pour l'avenir de la glace de mer antarctique.
La réversibilité de la perte de glace de mer est possible, mais probablement uniquement dans des scénarios où des réductions significatives de dioxyde de carbone se produisent plus tôt que tard. Il est également nécessaire que la stratification agisse comme un tampon entre les eaux de surface plus chaudes et les eaux profondes plus froides.
Selon l'étude, l'avenir de la glace de mer antarctique est étroitement lié à la capacité de l'humanité à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à la réponse complexe de l'océan à ces changements.
