Un MonsterWeb des courants océaniques est-il sur le chemin de l’effondrement? La course est sur le point de découvrir

Huit cents kilomètres au nord du cercle arctique, le navire de recherche Prince héritier Haakon Conducteur calmement à travers un paquet épais de surfaces de glace. Le ciel et la mer sont baignés de lumières du matin violettes comme Alexandra Stephens, Ph.D. -L’étudiant de l’Université de Toronto Mississauga, Canada, pilote un drone sur la largeur givrée pour chasser la chaleur.

Bien que cela ne ressemble pas à cela, les eaux de l’Arctique sont tordues en février par rapport aux températures de l’air, qui peuvent tomber en dessous de –30 ° C sur l’écran de la télécommande de Stephen, les flux en forme de crêpe apparaissent dans les images thermiques telles que les cercles sombres, tandis que l’eau libre et la fine lueur de glace orange orange, indiquant de la mer dans le libre arbitre.

Le transfert de chaleur de la mer à l’atmosphère est le cœur de l’un des composants les plus importants du climat de la Terre – un système de ruisseaux qui serpente sur toute la longueur de l’océan Atlantique et transporte l’eau chaude des tropiques à la haute latitude nord. Connu sous le nom ingérable de la circulation de renversement méridional de l’Atlantique (AMOC), ce réseau de cours d’eau affecte les conditions météorologiques pour des milliards de personnes dans le monde. C’est pourquoi le nord-ouest de l’Europe est relativement doux en hiver et beaucoup plus chaud que le Labrador au Canada, qui est sur une latitude similaire.

Mais les chercheurs sont de plus en plus préoccupés par le fait que ce système actuel décisif s’affaiblit lorsque la planète se réchauffe en raison de la pollution des gaz à effet de serre qui s’accumule dans l’atmosphère. Certaines simulations de climat informatique avertissent que l’AMOC pourrait atteindre un point de bascule au 21e siècle et perdre une grande partie de sa force. Cela aurait des effets désastreux à travers le monde; Une étude publiée l’année dernière, projets¹. Cela suggère également qu’un effondrement presque de l’AMOC entraînerait des changements inquiétants dans les précipitations dans le bassin amazonien. “Les effets d’une panne AMOC seront si extrêmes qu’il nous sera difficile de nous adapter”, explique l’océanographe physique Henk Dijkstra à l’Université d’Utrecht aux Pays-Bas, co-auteur de l’étude.

Malgré son importance, AMOC est l’un des grands inconnus dans les projections du futur climat de la terre. Les chercheurs ont peu d’informations sur la façon dont le système actuel change – en particulier dans Polar North Atlantic, un domaine clé pour AMOC. C’est ce qui a amené le VR du brise-glace norvégien Prince héritier Haakon À l’ouest du Groenland HAV en février dans le cadre d’un projet connu sous le nom de Rover, financé par l’Union européenne. Avec sa coque renforcée, le navire peut s’aventurer dans la région recouverte de glace pour collecter des données précieuses sur la façon dont AMOC peut se développer.

“Il s’agit d’une zone échantillonnée très mince, surtout en hiver, quand presque personne ne sort ici”, explique Kjetil Våge, un océanographe physique au Bjerknes Center for Climate Research à Bergen, en Norvège, qui dirige la mission Rover. Il soupçonne que la perte de glace de mer près du Groenland causée par le réchauffement climatique peut en fait aider à stabiliser l’AMOC et à l’empêcher de ralentir autant que les gens le craignent.

J’ai rejoint l’Expédition Rover en février alors que les données collectées qui prendront le pouls de l’AMOC et aideront les chercheurs à évaluer comment cela changera au cours des prochaines décennies.

Traverse les courants

En tant que VR Prince héritier Haakon A quitté la mer de Svalbard -ø en Norvège au début de l’expédition, l’Arctique était toujours voilée dans l’obscurité éternelle de la nuit polaire. L’influence de grande envergure de l’AMOC était évidente lorsque nous avons traversé le détroit de Fram qui sépare Svalbard et le Groenland (voir «voyage d’hiver»). Lors de la première partie du voyage, le navire a traversé les eaux atlantiques nord-fluide qui ont gardé la glace de mer libre. Lorsque nous avons quitté le courant, le Prince héritier Haakon Assez rapidement sur les pakis lourds de la mer Arctique qui entraîne le sud.

L’AMOC est souvent décrit comme un tapis roulant – une description très simplifiée mais appropriée car ses cours d’eau supérieurs et plus profonds se déplacent dans des directions opposées. Dans l’hémisphère nord, les volets de surface, qui comprennent le golfe, transportent le golfe, de l’eau chaude et salée de l’équateur contre la tige. Aux hautes latitudes, l’eau libère d’énormes quantités de chaleur dans l’atmosphère qui aide les parties chaudes de l’Europe en hiver.

Lorsque l’eau de surface d’AMOC est refroidie, elle devient suffisamment proche pour s’enfoncer dans l’abîme de l’Atlantique Nord près du Groenland, qui verrouille d’énormes quantités de dioxyde de carbone et délivre de l’oxygène à la mer profonde. En profondeur, l’eau s’écoule vers le sud jusqu’à ce qu’elle réapparaît près de l’Antarctique (voir «ruisseaux de chaleur»).

Les simulations de climat informatique suggèrent que le réchauffement climatique peut interférer avec le système actuel de plusieurs manières: à mesure que les températures de l’air dans l’Arctique et le Subarctique sont augmentées, les eaux de surface ne sont pas tellement refroidies en hiver, ce qui l’empêche de devenir aussi proche qu’elle le ferait normalement. Un autre facteur dans les jeux est la fusion de la glace de mer et de la plaque de glace à la promenade. Cette fusion ajoute de l’eau fraîche à la haute mer, réduisant encore plus la densité des eaux de surface. Ces changements inhibent le naufrage qui entraîne AMOC².

Ce n’est pas seulement une préoccupation théorique que cela pourrait se produire: la preuve du passé de la Terre suggère qu’il y a eu des changements soudains dans la force de l’AMOC entre l’ère glaciaire et les périodes chaudes³.

Les préoccupations pour l’avenir ont amené les chercheurs à commencer à surveiller l’Atlantique au début des années 2000. Pour retracer ce qui arrive à AMOC, les consortiums de recherche internationaux ont des instruments ancrés aux fonds marins à différentes latitudes au-dessus du bassin de la mer pour mesurer la température de l’eau, la salinité et la vitesse actuelle. Le programme le plus ancien, Rapid-Mocha, a ciblé la force des cours d’eau de surface et d’OCOC en profondeur depuis 2004 dans la subtropie à 26 ° N. Un autre effort, appelé OSNAP, surveille AMOC dans plus de 50 endroits du Labrador au sud de Groenland à l’Écosse.

Jusqu’à présent, leurs articles montrent une variation considérable mais aucun changement uniforme dans la quantité d’eau AMOC se déplace^4À5. La durée des observations est tout simplement trop courte pour découvrir une tendance, explique Susan Lozier, un océanographe physique au Georgia Institute of Technology à Atlanta et leader de l’OSNAP. “Nous sommes en désordre au milieu d’essayer de comprendre ce qui arrive à la circulation de renversement.”

Étant donné que les chercheurs n’ont que deux décennies de mesures de courant direct, ils dépendent de moyens indirects pour mesurer la force de l’AMOC. Par exemple, les inscriptions des températures de surface de la mer montrent que l’Atlantique Nord subpolaire s’est refroidi depuis les années 1950, tandis que la mer dans son ensemble s’est réchauffée: certains scientifiques interprètent le refroidissement comme un signe d’une réduction de la quantité d’eau chaude de la sous-tropes atteignant la région, ce qui sera une diminution de 15% de la résistance de ce système actuel⁶. D’autres, cependant, ont constaté que l’AMOC est stable au cours des dernières décennies⁷.

Plusieurs études de modélisation au cours des dernières années préviennent que l’AMOC pourrait considérablement s’affaiblir dans un proche avenir jusqu’au point de provoquer un recyclage presque. Un effondrement ne se produirait pas soudainement, mais prendrait 50 à 100 ans, explique Stefan Rahmstorf, un climatologue à l’Institut de la recherche sur le climat de Potsdam, en Allemagne. En plus d’un point de basculement crucial, cependant, une nouvelle baisse est imparable. “Je pense qu’il y a 50 à 50 chances que nous passions le rocker de ce siècle”, dit-il.

L’idée qu’AMOC se dirige vers l’effondrement est controversée. La question est: les modèles climatiques peuvent-ils simuler de manière réaliste le présent et donc produire des prévisions fiables? Pour ce faire, les scientifiques ont besoin d’observations pour évaluer et affiner leurs modèles, explique Ben Moat, un océanographe physique au National Oceanography Center à Southampton, au Royaume-Uni et l’une des chefs de mocha rapide. “Les observations sont critiques de notre compréhension de ce qui arrive à l’AMOC futur.”

Regarder croit que les processus dans la mer nordique au nord de l’Islande, qui ne sont pas bien résolus par les modèles climatiques actuels, peuvent aider à décider du sort d’Amoc. C’est pourquoi son équipe a osé dans les eaux glacées de l’Arctique en février.

Chaleur cachée

Tôt un après-midi, Prince héritier Haakon Arrête d’env. 250 kilomètres au large des côtes du Groenland. L’équipage du navire ouvre une grande trappe hydraulique dans le hangar sur le pont principal et abaisse un cadre métallique qui transporte 24 bouteilles vides et un paquet de capteurs, appelée rose CTD, dans la mer. L’étudiante médecin Erika Giorgi dans le Bjernes Center for Climate Research voit les données revenir de la RST lorsqu’il est en panne à une profondeur de 2 090 mètres. “C’est excitant d’être ici en hiver et de voir ces mesures réelles”, dit-elle. La température de l’eau monte de -1,8 ° C à la surface – le point de congélation de l’eau de mer – à env. 2 ° C à 200 mètres avant de tomber à nouveau en dessous de zéro vers le bas.

La couche d’eau relativement chaude et salée est ce qui intéresse le plus les chercheurs. C’est de l’eau qui avait auparavant coulé vers le nord à travers l’Atlantique, pris un demi-tour dans le détroit de Fram ou a fait une boucle autour de la mer Arctique et se déplace maintenant vers le sud dans le ruisseau oriental du Groenland. Alors qu’il se poursuit à l’ouest de l’Islande, l’eau dense dans ce présent traverse une crête de montagne marine et en cascades en bas de l’Atlantique nord abyssal. Cela en fait une source importante de la branche profonde de l’AMOC et de l’un des principaux sujets que le projet Rover vise à étudier.

Auparavant, le courant oriental du Groenland est entièrement recouvert de glace de mer en hiver, ce qui permettait à peu de chaleur de s’échapper de la mer. Mais avec l’augmentation des températures au cours des dernières décennies, l’hiver minutieux de cette région s’est rétréci. Cela expose la puissance de l’est du Groenland à l’air polaire extrêmement froid, ce qui peut aider à stimuler l’eau à couler – une partie cruciale de la circulation de renversement. Pour Giorgi, cette opportunité offre “un aperçu de l’espoir” par rapport aux scénarios les plus sombres pour AMOC.

L’observation suggère que la formation en eau profonde entraînée par une perte de chaleur intense dans cette région pourrait rendre l’AMOC plus résistant au changement climatique que certains chercheurs ne l’ont supposé. Il souligne certaines données pilotes d’une étude précédente⁸ Cela soutient son hypothèse d’amélioration des pertes de chaleur le long du courant de l’est du Groenland. “Mais nous ne savons pas à quel point il est important ou à quel point il est important”, dit-il.

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