Le réchauffement de la planète n'est pas la cause du ralentissement d'une énorme circulation dans l'océan Atlantique, qui fait en fait partie du cycle régulier de plusieurs décennies qui affectera les températures dans les décennies à venir, selon une nouvelle étude.

Les océanographes s'inquiètent de la stabilité à long terme de la circulation de l'océan Atlantique, et des études antérieures montrent qu'elle a considérablement ralenti au cours de la dernière décennie.

« Les climatologues s’attendaient à ce que la circulation cyclonique atlantique diminue à long terme sous l’effet du réchauffement climatique, mais nous ne disposons de mesures directes de son intensité que depuis avril 2004. Et le déclin mesuré depuis lors est 10 fois plus important que prévu », explique Ka-Kit Tung, auteur principal de l’étude et professeur de mathématiques appliquées à l’Université de Washington, également professeur associé en sciences atmosphériques.

Le graphique supérieur illustre l'évolution de la température moyenne mondiale de surface depuis 1950, avec deux périodes de ralentissement et une période de réchauffement rapide entre 1975 et 2000. Les graphiques inférieurs montrent l'intensité de la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC). La courbe bleue (et, à droite, la courbe violette) représente la salinité au nord du 45e parallèle nord, une mesure indirecte, ou indicateur, de l'intensité de l'AMOC. La courbe verte est un indicateur reconnu de l'AMOC. (Crédit : Ka-Kit Tung/Université de Washington)

« Beaucoup se sont concentrés sur le fait que le déclin est très rapide et que, si la tendance se poursuit, on atteindra un point de non-retour, provoquant une catastrophe telle qu'une ère glaciaire. Il s'avère que rien de tout cela ne se produira dans un avenir proche. Cette réaction rapide pourrait plutôt faire partie d'un cycle naturel et certains signes indiquent que le déclin est déjà en train de s'inverser. »

Un cycle géant

Ces résultats ont des implications sur le réchauffement de surface. La vitesse du courant détermine la quantité de chaleur de surface transférée vers les profondeurs océaniques ; une circulation plus rapide enverrait davantage de chaleur vers l’Atlantique profond. Si le courant ralentit, il emmagasinera moins de chaleur et la Terre risque de connaître une hausse des températures plus rapide qu’au cours des années 2000.

« Les modèles climatiques mondiaux peuvent prévoir ce qui va se passer à long terme si le dioxyde de carbone augmente d'une certaine quantité, mais ils ne sont actuellement pas en mesure de prédire le réchauffement de la surface au cours des prochaines décennies, ce qui nécessite de savoir dans quelle mesure l'excès de chaleur piégé par les gaz à effet de serre est absorbé par les océans », explique Tung.

La circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC) est un courant qui transporte les eaux de surface vers le nord de l'Atlantique. De là, les eaux plus denses et salées plongent et remontent en profondeur depuis les mers du Labrador et de Norvège, près du pôle Nord, jusqu'à l'océan Austral. La plupart des gens s'intéressent à ce qui se passe en surface : le Gulf Stream et les courants atlantiques associés transportent des eaux plus chaudes vers le nord, apportant des températures douces à l'Europe occidentale.

Ces courbes illustrent différentes méthodes d'évaluation de l'intensité de la circulation méridienne de retournement atlantique. La surveillance directe n'ayant débuté qu'en 2004, d'autres mesures océaniques sont nécessaires pour compléter les données jusqu'en 1950. (Crédit : Ka-Kit Tung/Université de Washington)

Mais cette nouvelle étude soutient que l'étape la plus importante, du point de vue climatique, est celle qui se produit ensuite. Dans l'Atlantique Nord, l'eau plus salée provenant des tropiques plonge à près de 1 500 mètres de profondeur. Ce faisant, elle emporte avec elle de la chaleur loin de la surface.

« La mauvaise nouvelle, c’est que les températures de surface devraient commencer à augmenter plus rapidement au cours des prochaines décennies. »

Les variations d'intensité de la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) influent sur la quantité de chaleur qui s'échappe de notre atmosphère. La nouvelle étude, qui combine des données provenant des flotteurs Argo, des mesures de température effectuées à bord de navires, des relevés de marées, des images satellites de la hauteur de la surface de la mer révélant des zones de remontée d'eau chaude, et un suivi de pointe récent de l'AMOC elle-même, suggère que son intensité fluctue selon un cycle d'auto-renforcement d'environ 60 à 70 ans.

Lorsque le courant s'accélère, une plus grande quantité d'eau tropicale chaude et salée se dirige vers l'Atlantique Nord. Au fil des années, cela provoque la fonte de davantage de glaciers, et finalement, l'eau douce allège la surface et la rend moins susceptible de plonger, ce qui ralentit le courant.

Lorsque la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) est en phase lente, l'Atlantique Nord se refroidit, la fonte des glaces ralentit et, finalement, la source d'eau douce s'assèche et l'eau plus dense et plus salée peut replonger, ce qui accélère la circulation. La nouvelle étude soutient que ce courant ne s'effondre pas, mais qu'il est simplement en transition de sa phase rapide à sa phase lente, et que cela a des conséquences sur le réchauffement de la surface.

Se tourner vers le passé pour prédire l'avenir

De 1975 à 1998, la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) était en phase lente. L'accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère a entraîné un réchauffement marqué de la surface terrestre. Depuis environ 2000, l'AMOC est en phase d'accélération : la chaleur accrue qui s'engouffre dans l'Atlantique Nord permet d'évacuer l'excès de chaleur de la surface terrestre et de le stocker dans les profondeurs océaniques.

« Nous disposons d'environ un cycle d'observations en profondeur, donc nous ne savons pas si le phénomène est périodique, mais d'après les phénomènes de surface, nous pensons qu'il est très probable qu'il le soit », explique Tung.

Cette nouvelle étude confirme les travaux antérieurs des auteurs, qui démontrent que depuis 2000, période durant laquelle les observations indiquent un ralentissement du réchauffement en surface, la chaleur s'est accumulée en profondeur dans l'océan Atlantique. Elle révèle également que cette période coïncide avec la phase d'accélération de la circulation méridienne de retournement atlantique.

D'après Tung, des mesures récentes de densité dans la mer du Labrador suggèrent que le cycle commence à s'inverser. Cela signifie que, dans les années à venir, la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) n'enverra plus autant de chaleur excédentaire piégée par les gaz à effet de serre au cœur de l'Atlantique Nord.

« La bonne nouvelle, c'est que les indicateurs montrent que ce ralentissement de la circulation méridienne de retournement atlantique touche à sa fin, et nous ne devons donc pas craindre un effondrement prochain de ce courant », explique Tung. « La mauvaise nouvelle, c'est que les températures de surface devraient augmenter plus rapidement au cours des prochaines décennies. »

Le papier apparaît dans Nature.

D'autres auteurs sont affiliés à l'Université océanique de Chine et au Laboratoire national des sciences et technologies marines de Qingdao. Cette étude a été financée par la Fondation nationale américaine pour la science, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le Programme national chinois de recherche fondamentale et une chaire dotée Frédéric et Julia Wan.

Source: Université de Washington

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