Pourquoi le golfe du Saint-Laurent perd de l'oxygène

Pourquoi le golfe du Saint-Laurent perd de l'oxygène

Une nouvelle étude lie la désoxygénation rapide dans le golfe du Saint-Laurent à deux courants puissants: le Gulf Stream et le courant du Labrador.

La vaste voie navigable biologiquement riche de l'est du Canada, qui draine les Grands Lacs en Amérique du Nord et est populaire auprès des bateaux de pêche, des baleines et des touristes, a perdu de l'oxygène plus rapidement que presque partout ailleurs dans les océans du monde.

Le papier qui apparaît dans Les changements climatiques Nature, explique à quel point les changements climatiques à grande échelle font déjà baisser les niveaux d'oxygène dans les parties les plus profondes de cette voie navigable.

«La région située au sud de Terre-Neuve est l'une des régions de l'océan les mieux échantillonnées», explique la première auteure, Mariona Claret, chargée de recherche à l'Institut conjoint pour l'étude de l'atmosphère et des océans de l'Université de Washington. «C’est également un domaine très intéressant, car c’est au carrefour que se rencontrent deux grands courants de plus grande envergure.»

Près de l'hypoxie

L'agence des pêches du Canada a surveillé l'augmentation de la salinité et de la température dans la région du Saint-Laurent depuis 1920. Ils ne surveillent que l'oxygène depuis 1960, et la tendance à la baisse est préoccupante.

«Les observations effectuées dans le golfe du Saint-Laurent, au fond même du mont Saint-Laurent, révèlent une diminution dramatique de l'oxygène, qui atteint des conditions hypoxiques, ce qui signifie que la vie marine ne peut pas être pleinement supportée», déclare Claret.

On a constaté que le déclin de l'oxygène affectait le loup de mer de l'Atlantique, dit Claret, et menaçait également la morue de l'Atlantique, le crabe des neiges et le flétan du Groenland qui vivent tous dans les profondeurs.

Pourquoi le golfe du Saint-Laurent perd de l'oxygèneLe Gulf Stream et le Courant du Labrador se sont tous deux séparés près du chenal Laurentien, un chenal profond du golfe du Saint-Laurent alimenté par les deux courants. Le Gulf Stream est à son tour sensible aux changements de la circulation de renversement méridional de l’Atlantique. (Crédit: Mariona Claret / U. Washington)

«Le déclin de l'oxygène dans cette région avait déjà été signalé, mais ce qui n'avait pas encore été exploré était la cause sous-jacente», a déclaré Claret, qui a effectué le travail à l'université McGill.

Les résultats confirment une étude récente montrant que, lorsque les niveaux de dioxyde de carbone ont augmenté au cours du siècle dernier en raison des émissions humaines, le Gulf Stream s'est déplacé vers le nord et le courant du Labrador s'est affaibli. Le nouveau document conclut que cela entraîne une plus grande quantité d'eau tiède, salée et pauvre en oxygène du Gulf Stream à pénétrer dans la voie maritime du Saint-Laurent.

Énorme simulation

Les chercheurs ont utilisé les résultats du modèle de laboratoire de dynamique des fluides géophysiques de l'Administration nationale des océans et de l'atmosphère, un modèle informatique à haute résolution qui simule les océans de la planète avec un point de données à chaque kilomètre 8 (5). La simulation a pris neuf mois à exécuter à l'aide de nœuds de calcul 10,000, ce qui est énorme, même selon les normes des modèles climatiques mondiaux.

Avec cette précision, les tourbillons et les détails du littoral susceptibles d'influencer la circulation océanique commencent à apparaître. Les résultats du modèle, combinés aux observations historiques, montrent que, lorsque les niveaux de dioxyde de carbone augmentent, les eaux du Gulf Stream remplacent les eaux de la mer du Labrador dans les parties les plus profondes du golfe du Saint-Laurent.

Les tempêtes dans la mer du Labrador ont agité les eaux véhiculées par le courant du Labrador et l’air absorbé à la surface se mélange alors très loin sous la surface. Le Gulf Stream, cependant, est plus stratifié en couches horizontales stables; la couche supérieure contient de l'oxygène de l'air situé au-dessus, mais la vie marine a consommé l'oxygène des couches inférieures.

La prochaine est inconnue

De plus, le Gulf Stream plus chaud est également dense à une plus grande profondeur. Ainsi, des couches plus profondes et plus dépourvues d'oxygène du Gulf Stream suivent la même trajectoire de densité que celle empruntée par les eaux superficielles riches en oxygène du courant du Labrador.

«Nous associons un changement d'oxygène sur la côte à un changement de courants à grande échelle en haute mer», a déclaré Claret.

Dans le modèle, le déplacement de la circulation océanique à grande échelle causant un réchauffement et une désoxygénation dans le golfe du Saint-Laurent correspond également à un déclin de la circulation de renversement méridional de l'Atlantique, un schéma de circulation océanique connu pour influer fortement sur le climat de l'hémisphère Nord.

«Pouvoir relier potentiellement les changements côtiers à la circulation de renversement méridional de l’Atlantique est plutôt excitant», déclare Claret.

L'analyse montre que la moitié de la baisse d'oxygène observée en profondeur dans le fleuve Saint-Laurent est simplement due à la présence d'eau plus chaude, qui ne peut contenir autant d'oxygène. L'autre moitié est probablement due à d'autres facteurs, tels que l'activité biologique dans les deux courants et à l'intérieur du canal.

Ce qui se passera ensuite est inconnu, dit Claret. Les niveaux d'oxygène dans le Saint-Laurent dépendront de questions beaucoup plus vastes, dit-elle, telles que la quantité de dioxyde de carbone que l'homme émettra dans l'atmosphère au cours des prochaines décennies et la réaction des courants océaniques à grande échelle.

Le Conseil européen de la recherche, le ministère espagnol de l'Economie et de la Compétitivité, la Fondation canadienne pour l'innovation et la NOAA ont financé le travail. Des coauteurs supplémentaires proviennent de l'Université autonome de Barcelone; l'Université du Rhode Island; l'Université de Californie à Los Angeles; Université Dalhousie en Nouvelle-Écosse; Pêches et Océans Canada; et le Laboratoire de dynamique des fluides géophysiques de la NOAA.

La source: Université de Washington

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