Changement climatique : Le principal courant océanique qui régule le climat montre des signes d’effondrement | Science

En 2018, deux enquêtes distinctes sont arrivées à la même conclusion : le système circulatoire de la planète s’affaiblissait. Le principal ensemble de courants océaniques qui transportent d’énormes quantités d’eau des mers tropicales vers le nord ralentit en raison de l’impact du changement climatique. Le dernier rapport d’experts des Nations unies (le GIEC) publié cette année arrive à la même conclusion. Mais maintenant, de nouveaux travaux vont plus loin, concluant que la soi-disant circulation méridienne de renversement de l’Atlantique (AMOC) s’effondrera dans les décennies à venir si les émissions de gaz à effet de serre ne sont pas réduites maintenant. Ils ont même mis une date dessus, vers 2057. Cependant, d’autres scientifiques soutiennent qu’il n’y a pas assez de données pour s’attendre à l’effondrement.

Tous ceux qui se baignent ces jours-ci à la plage peuvent se faire une idée du fonctionnement de l’AMOC. Lorsque vous plongerez quelques mètres dans l’eau, vous remarquerez que la couche la plus superficielle est chaude, tandis que les plus profondes sont plus froides. À ce stade, cela est dû à l’impact direct du rayonnement solaire. Mais à l’échelle mondiale, c’est un peu plus complexe. Les mers aux eaux équatoriales sont plus chaudes, et plus elles sont chaudes, moins l’eau est dense et lourde, qui se déplace sous la forme de courants comme le Golfe vers des latitudes plus élevées. Sur son chemin, il tempère l’Atlantique Nord et Sud et le climat de l’Europe de l’Ouest et de l’Est américain. A l’extrême de ce système circulatoire, c’est l’inverse qui se produit : les eaux les plus froides des zones arctiques coulent vers le fond et se dirigent vers les zones équatoriales. Malgré son nom, l’AMOC ne reste pas dans l’Atlantique. En raison de la température relative et de la salinité plus élevées des océans Pacifique et Indien, la circulation atlantique atteint également ces océans. Bien que son impact le plus évident soit sur le climat, il affecte également la distribution des déchets ou des nutriments dans les mers de la planète.

“L’AMOC est passé d’un état faible à l’état actuel avec la fin de la dernière période glaciaire, il y a 12 000 ans”, rappelle Susanne Ditlevsen, chercheuse à l’université de Copenhague (Danemark), co-auteur de la nouvelle étude sur l’effondrement possible. Il y a douze millénaires, les conditions climatiques ont tellement changé qu’elles ont également facilité les grandes révolutions menées par l’homme plus tard : expansion sur toute la planète, agriculture, urbanisation… « L’augmentation de la quantité d’eau douce [por el deshielo] il ralentit l’AMOC, qui ralentit jusqu’à passer dans un état faible », ajoute le mathématicien. L’eau douce arctique, bien que froide, est moins dense que l’eau salée, donc elle coule plus mal, interférant avec le circuit. “Le problème est d’évaluer la quantité d’eau douce”, conclut-il.

Ceux qui ont étudié l’évolution de l’AMOC sont clairs sur le fait que le facteur déstabilisant est la fonte du Groenland et, dans une moindre mesure, la perte accélérée de la banquise arctique, toutes deux causées par le réchauffement climatique. La difficulté est de déterminer son impact spécifique sur la circulation océanique. Des données directes sur l’état des courants ne sont disponibles que depuis 2004, grâce à des capteurs de profondeur, des bouées ou des navires. Mais 20 ans, c’est trop court pour faire la différence entre la variabilité naturelle ou un processus causé par les émissions humaines. Il faut donc chercher des indicateurs indirects de l’état passé de ce tapis roulant océanique (circulation thermohaline). Ditlevsen et son frère Peter, climatologue à la même université danoise, ont utilisé les enregistrements de température de surface de la mer dans l’Atlantique Nord pendant près de deux siècles comme indice.

« A partir de la fin du XIXe siècle, il y a eu un changement radical. Depuis 1880 et chaque décennie plus, dans une situation qui ne peut être comparée à la situation préindustrielle », explique le mathématicien de l’Institut Niels Bohr de l’université danoise. A partir de ces données et à l’aide d’outils statistiques complexes, les frères Ditlevsen montrent dans les résultats de leurs travaux, publiés dans Communication Nature, que l’AMOC pourrait s’effondrer bien avant la fin du siècle. Leurs chiffres indiquent que, avec une très forte probabilité, le passage d’un état à un autre se produirait vers l’an 2057. « Je sais que c’est la partie la plus controversée du travail et j’aimerais me tromper. Mais, si les émissions continuent comme avant, les résultats que nous obtenons sont ce qu’ils sont », conclut Susanne Ditlevsen.

Des doutes chez d’autres scientifiques

Alexander Robinson, expert en courants océaniques à l’Institut des géosciences (IGEO) de l’Université Complutense de Madrid, souligne les points forts de cette étude à laquelle il n’a pas participé : “Ils utilisent des méthodes statistiques récemment développées pour fournir des signaux d’alerte précoce lorsqu’un système pourrait s’effondrer ou entrer dans un nouvel état.” Pour Robinson, la clé (et une faiblesse possible de ce travail) est l’indicateur indirect qu’ils ont utilisé pour voir l’évolution de la circulation : “Dans la mesure où les anomalies de température dans l’Atlantique Nord peuvent être considérées comme un bon indicateur de l’AMOC, alors ce travail montre de manière convaincante qu’un changement significatif de son état est probablement dû au réchauffement climatique de ce siècle.”

Un autre qui étudie ce flux de courants depuis des années est le climatologue Pablo Ortega. Et il le fait avec le soutien de la puissance de calcul du Barcelona Supercomputing Center (National Supercomputing Center). Orteqa est l’un des chercheurs qui a détecté l’affaiblissement du courant de l’océan Atlantique en 2018 et a passé des années à étudier les impacts de la fonte des masses de glace du Groenland. “Entre 2004 et 2012, nous avons détecté qu’il ralentissait”, dit-il. “Mais ces dernières années, la tendance n’est pas si claire”, ajoute-t-il. Ortega considère que l’AMOC et son lien avec le climat mondial est trop complexe pour confier son sort à des projections basées sur des anomalies de la température de surface des mers du Nord. Ortega a du mal à penser qu’il pourrait s’effondrer au cours de ce siècle.

Le service d’information scientifique du SMC a posé une série de questions aux experts sur le courant de l’océan Atlantique. Il y a presque unanimité. Le travail des frères Ditlevsen est nouveau en raison de son support dans les outils statistiques et pas tant dans les modèles climatiques. Il est également important de détecter d’éventuels signes avant-coureurs qui indiqueraient le passage d’un état fort à un état faible de l’AMOC. Mais ils partagent l’idée d’Ortega selon laquelle il y a beaucoup d’incertitude, et baser le changement de la circulation océanique sur un seul indicateur est risqué. Comme le dit Penny Holliday, chercheuse principale d’OSNAP, un programme international d’étude de l’AMOC : “Son effondrement aurait un impact profond sur chaque personne sur Terre, mais cette étude exagère la probabilité qu’il se produise dans les prochaines années”.

Ce sur quoi ils s’accordent tous, c’est qu’un tel effondrement aurait des conséquences mondiales. “L’AMOC contrôle le transport de la chaleur presque à l’échelle planétaire”, explique Ortega. Ainsi, la fin de ce partage thermique refroidirait la majeure partie de l’hémisphère nord, en particulier l’Europe occidentale, et réchaufferait les portions océaniques équatoriales déjà chaudes. Au-delà du climat, le courant océanique de l’Atlantique est essentiel pour la distribution des nutriments et des sédiments qui soutiennent toute la biodiversité qui vit dans les mers, en particulier dans l’Atlantique.

Ce qui suit pourrait être dit par une catastrophe climatique, mais Hollyday l’a déclaré à la division britannique du SMC : « La chaleur s’accumulerait dans l’océan Austral et l’Atlantique Sud, mais dans les continents du Sud, les températures diminueraient également. Les principales zones de précipitations se déplaceraient, entraînant beaucoup moins de pluie en Europe, en Amérique du Nord et centrale, en Afrique du Nord et centrale et en Asie, et davantage en Amazonie, en Australie et en Afrique australe. La glace de mer s’étendrait au sud de l’Arctique jusqu’à l’Atlantique Nord subpolaire et la glace de mer antarctique s’étendrait au nord.

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