Institution océanographique Natalie Renier / Woods Hole, Auteur fourni 

Les courants océaniques qui aident à réchauffer les côtes atlantiques de l'Europe et de l'Amérique du Nord ont considérablement ralenti depuis les 1800 et sont à leur plus faible au cours des années 1600, selon une nouvelle étude menée par mes collègues et moi-même. Comme nous l'avons exposé dans un nouvelle étude dans Nature, l'affaiblissement de ce système de circulation océanique peut avoir commencé naturellement mais est probablement poursuivi par le changement climatique lié aux émissions de gaz à effet de serre.

Cette circulation est un acteur clé du système climatique terrestre et un ralentissement important ou brutal pourrait avoir des répercussions à l'échelle mondiale. Cela pourrait entraîner une élévation du niveau de la mer sur la côte Est des États-Unis, modifier les tendances météorologiques européennes ou les tendances de la pluie à l'échelle mondiale et nuire à la faune marine.

L'affaiblissement récent que nous avons constaté était probablement dû au réchauffement de l'Atlantique Nord et à l'ajout d'eau douce provenant de l'augmentation des précipitations et de la fonte des glaces. Cela a été prédit plusieurs fois mais, jusqu'à maintenant, l'affaiblissement qui s'est déjà produit est resté un mystère. L'ampleur des changements que nous avons découverts surprend nombre de personnes, y compris moi-même, et laisse entrevoir des changements importants dans le futur.

Nous savons qu'à la fin du dernier grand âge glaciaire, les fluctuations rapides de la circulation ont entraîné des changements climatiques extrêmes à l'échelle mondiale. Un exemple exagéré (mais terrifiant) d'un événement aussi soudain a été décrit dans le film à succès 2004, The Day After Tomorrow.

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Le système de circulation en question est connu sous le nom de "Circulation méridionale atlantique de renversement"(AMOC). L'AMOC est comme un convoyeur géant d'eau. Il transporte de l'eau chaude et salée vers l'Atlantique Nord où il fait très froid et coule. Une fois dans l'océan profond, l'eau retourne vers le sud et ensuite tout autour des océans du monde. Cette bande transporteuse est l'un des plus importants transporteurs de chaleur dans le système climatique et comprend le Gulf Stream, connu pour garder l'Europe occidentale au chaud.

Les modèles climatiques ont toujours prédit que l'AMOC ralentira en raison du réchauffement des gaz à effet de serre et des changements associés dans le cycle de l'eau. En raison de ces prédictions - et de la possibilité de changements climatiques brusques - les scientifiques ont surveillé l'AMOC depuis 2004 avec des instruments rayés de l'autre côté de l'Atlantique à des endroits clés. Mais pour vraiment tester les prédictions du modèle et déterminer comment le changement climatique affecte le convoyeur, nous avons besoin d'enregistrements beaucoup plus longs.

À la recherche de motifs

Pour créer ces archives, notre groupe de recherche - dirigé par David Thornalley, de l'University College London - a utilisé l'idée qu'un changement de l'AMOC a un impact unique sur l'océan. Lorsque l'AMOC s'affaiblit, l'Atlantique Nord-Est se refroidit et certaines parties de l'Atlantique Ouest se réchauffent d'une quantité spécifique. Nous pouvons rechercher ce modèle dans les enregistrements antérieurs de la température de l'océan afin de déterminer à quoi ressemblait la circulation dans le passé.

Une autre étude dans le même numéro de Nature, dirigé par des chercheurs de l'Université de Potsdam en Allemagne, a utilisé des observations historiques de la température pour vérifier l'empreinte digitale. Ils ont constaté que l'AMOC avait diminué d'environ 15% depuis 1950, soulignant le rôle des émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine comme cause principale.

Dans notre document, qui fait également partie de la Projet EU ATLAS, nous avons trouvé la même empreinte digitale. Mais au lieu d'utiliser des observations historiques, nous avons utilisé notre expertise dans la recherche climatique passée pour remonter beaucoup plus loin dans le temps. Nous l'avons fait en combinant des enregistrements connus des restes de créatures marines minuscules trouvées dans la boue de mer profonde. La température peut être déterminée en regardant les quantités d'espèces différentes et les compositions chimiques de leurs squelettes.

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Nous avons également pu mesurer directement les vitesses du courant océanique passé en regardant la boue elle-même. De plus gros grains de boue impliquent des courants plus rapides, tandis que des grains plus petits signifient que les courants sont plus faibles. Les deux techniques indiquent un affaiblissement de l'AMOC depuis environ 1850, encore une fois d'environ 15% à 20%. Fait important, l'affaiblissement moderne est très différent de tout ce qui a été vu au cours des dernières années 1600, ce qui indique une combinaison de facteurs naturels et humains.

La différence dans le calendrier du début de l'affaiblissement AMOC dans les deux études nécessitera plus d'attention scientifique. Malgré cette différence, les deux nouvelles études soulèvent d'importantes questions quant à savoir si les modèles climatiques simulent les changements historiques dans la circulation océanique, et si nous devons revoir certaines de nos projections futures.

Cependant, chaque enregistrement long supplémentaire facilite l'évaluation de la façon dont les modèles simulent cet élément clé du système climatique. En fait, l'évaluation de modèles par rapport à ces enregistrements de longue durée peut être une étape cruciale si nous espérons prédire avec précision les événements AMOC extrêmes possibles et leurs impacts climatiques.

A propos de l'auteur

Peter T. Spooner, chercheur associé en paléocéanographie, UCL

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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