Les tourbillons océaniques se font plus intenses et pourraient affecter le climat

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| Flickr/NASA Goddard Space Flight Center
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Il est aujourd’hui prouvé que les océans se réchauffent et que le niveau de l’eau augmente, menaçant les populations îliennes et côtières du monde entier. Une nouvelle étude révèle aujourd’hui une autre anomalie : les courants océaniques évoluent avec le temps et deviennent de plus en plus énergiques. Un paramètre qui pourrait impacter largement le climat futur de la planète.

Cette étude repose sur trois décennies de données, recueillies via des observations par satellite. Ces dernières mettent en évidence des zones où les tourbillons océaniques sont particulièrement nombreux et intenses. Il s’agit notamment du Gulf Stream dans l’Atlantique Nord, du courant Kuroshio dans le Pacifique Nord, de l’océan Austral qui entoure l’Antarctique et du courant est australien.

Ces tourbillons, de 10 à 100 kilomètres de diamètre, jouent un rôle majeur dans la circulation océanique. Ils déplacent les masses d’eaux chaudes et froides d’un endroit à un autre, mélangeant au passage le carbone, les nutriments et les micro-organismes présents dans les océans. De cette manière, ils régulent le climat tant à l’échelle régionale que mondiale. Mais les scientifiques ont observé des changements importants dans ces tourbillons, jamais détectés auparavant.

Des tourbillons 5% plus forts chaque décennie

Les satellites d’observation en orbite autour de la Terre sont capables de détecter les changements les plus infimes, tels que quelques centimètres d’élévation du niveau de la mer. Ces changements d’élévation, associés aux données de température de surface des océans, peuvent ensuite être traduits en vitesses d’écoulement océanique, ce qui permet aux scientifiques d’évaluer à quel point un tourbillon océanique en particulier est « énergique ». Or, en analysant soigneusement les données d’observations, des chercheurs de l’Université nationale australienne ont découvert des changements significatifs dans la distribution et la force des tourbillons océaniques.

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Jusqu’au début des années 1990, les scientifiques ne pouvaient observer les changements dans les tourbillons océaniques qu’en utilisant des mesures océaniques clairsemées ou des données satellites relativement limitées. Ils disposent désormais d’un enregistrement satellite suffisant pour tirer des conclusions solides sur les tendances probables à plus long terme du comportement des tourbillons. Les données disponibles couvrent la période de 1993 à 2020.

L’équipe a notamment constaté qu’au fil du temps, les régions déjà riches en tourbillons en comptent encore plus. « Cela comprend l’océan Austral autour de l’Antarctique, ainsi que certains des principaux courants limites [ndlr : dont la dynamique est influencée par la présence d’un littoral] comme le Gulf Stream et le courant est australien », explique Josué Martínez Moreno, chercheur à l’ARC Centre of Excellence for Climate Extremes de l’Université nationale australienne et auteur principal de l’étude. Et en moyenne, ces tourbillons deviennent de 2 à 5% plus énergiques chaque décennie.

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(a, b) Tendances de la hauteur du niveau de la mer, (c, d) énergie cinétique moyenne des tourbillons océaniques en surface, (e, f) tendances de l’énergie cinétique des tourbillons océaniques, entre 1993 et 2019. © J. Martinez-Moreno et al.

Il se trouve que l’océan Austral est particulièrement concerné par le phénomène ; les analyses ont montré une augmentation massive de l’activité de ses tourbillons (+5% par décennie). Or, cet océan est connu pour être une zone critique pour l’absorption de la chaleur océanique et le stockage du dioxyde de carbone.

Si l’activité des tourbillons a globalement augmenté dans le monde, elle a en revanche diminué dans les océans tropicaux. Les auteurs de l’étude pensent qu’en tant que tels, les changements observés pourraient affecter l’échange de chaleur et de dioxyde de carbone entre l’océan et l’atmosphère, ce qui modifierait alors les modèles météorologiques et les courants. « Ce que nous avons découvert, c’est une réorganisation à l’échelle mondiale de l’énergie de l’océan au cours des trois dernières décennies », résume Martínez-Moreno.

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Des effets inconnus sur l’absorption océanique du CO2

Pour l’équipe australienne, la découverte est cohérente avec d’autres recherches sur le climat menées à grande échelle. Cela coïncide notamment avec le fait que les zones arides le deviennent davantage, tout comme les zones humides tendent à devenir plus humides. Parce que les tourbillons jouent un rôle fondamental dans le climat et l’équilibre des écosystèmes, les résultats nouvellement obtenus ont aussi des implications profondes pour le climat et la pêche.

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Problème : dans le cadre des études concernant le réchauffement climatique, le comportement des tourbillons océaniques n’est souvent pas pris en compte dans les projections. En effet, comme ils sont relativement petits, ils restent pratiquement « invisibles » dans les modèles actuels utilisés pour prédire le climat futur. Leur impact est donc fortement sous-estimé, voire complètement ignoré.

Cette omission est particulièrement préoccupante à la lumière de cette nouvelle étude, qui montre que les tourbillons deviennent de plus en plus intenses. « Les océans du monde absorbent la majeure partie du dioxyde de carbone que l’Homme rejette dans l’atmosphère. L’océan Austral, en particulier, y contribue à hauteur de 40% et une grande partie de cette absorption est réalisée via les tourbillons océaniques », explique Janet Sprintall, océanographe à la Scripps Institution of Oceanography, en Californie, qui n’a pas participé à l’étude.

Or, à ce jour, on ne sait pas encore quelles seront les conséquences des changements observés dans les tourbillons. Ils pourraient potentiellement avoir un impact sur la capacité des océans à absorber le carbone que nous pourrions continuer à émettre à l’avenir. « Cela pourrait avoir des effets dévastateurs sur la société mondiale », souligne Sprintall. Les chercheurs estiment ainsi qu’il est crucial d’incorporer les tourbillons océaniques dans les projections climatiques futures. « Sans résoudre cette composante du flux océanique, nous pourrions manquer quelque chose de critique pour le climat », avertit Martínez-Moreno.

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Source : Nature Climate Change, J. Martinez-Moreno et al.

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