Dans l’Atlantique nord, les courants océaniques faiblissent depuis quelques décennies. C’est déjà arrivé par le passé. Et des chercheurs nous expliquent aujourd’hui le processus qui a mené, à plusieurs reprises déjà, à l’effondrement de ces courants cruciaux pour l’équilibre du climat.

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[EN VIDÉO] Beauté des courants océaniques Cette modélisation informatique révèle la beauté et la complexité des courants océaniques observés depuis l'Espace entre juin 2005 et décembre 2007. © Nasa/Goddard Space Flight Center/YouTube

La circulation méridienne de retournement de l'Atlantique, celle que les scientifiques appellent l'Amoc, est ni plus ni moins que l'un des ensembles de courants océaniques les plus importants au monde. Des courants qui remontent l'eau chaude des tropiquestropiques vers le nord et ramènent aussi les eaux plus froides vers le sud. Leur manière à eux de contribuer à réguler le climat de notre TerreTerre.

Par le passé, il est déjà arrivé que l'Amoc s'effondre. Tout à fait naturellement. Mais pas une seule fois depuis le début de notre civilisation. La dernière fois, le processus a eu pour effet, la fin d'une ère glaciaire. Et des chercheurs ont d'ores et déjà montré que le changement climatique anthropique pourrait être à même, lui aussi, de bousculer la routine de l'Amoc, accélérant davantage encore le réchauffement en cours. Comment ? Cela restait mystérieux. Mais une équipe internationale de scientifiques avance aujourd'hui une hypothèse.

Les chercheurs ont travaillé sur des sédimentssédiments marins recueillis entre le Canada et le Groenland. Et sur des reconstitutions de la température dans la région, une région particulièrement sensible de la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique. En découvrant qu'un réchauffement des eaux situées sous la surface de l'Atlantique nord aux hautes latitudeslatitudes a précédé la libération massive d’icebergs dans la région, les scientifiques ont pu établir la séquence des événements responsables de cet effondrementeffondrement de l'Amoc.

Ici, un récapitulatif des courants océaniques, parmi lesquels ceux intégrés à la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (Amoc) comme le Gulf Stream. © Dimitrios, Adobe Stock
Ici, un récapitulatif des courants océaniques, parmi lesquels ceux intégrés à la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (Amoc) comme le Gulf Stream. © Dimitrios, Adobe Stock

Des conséquences pour notre climat

Ils évoquent d'abord un affaiblissement du courant océanique qui semble tout à fait insignifiant. Mais provoque, malgré tout, un réchauffement des eaux de subsurface aux hautes latitudes de l'Atlantique nord. Ce réchauffement fait fondre les glaciers, les déplaçant rapidement vers la mer et libérant des quantités colossales d'icebergs. Au fur et à mesure que les icebergs fondent et libèrent de l'eau douce dans l'océan Atlantique, la salinitésalinité de l'eau de surface diminue. L'eau de surface finit par ne plus être assez dense pour couler et l'Amoc s'effondre.

Le suivi de l'Amoc sur ces dernières décennies montre qu'il est bien en train de s'affaiblir. Il se trouverait même à son niveau le plus bas depuis au moins un millénaire. Et ces travaux-ci suggèrent que cet affaiblissement pourrait provoquer un réchauffement anormal des eaux situées sous la surface du côté de l'Atlantique subpolaire. Un réchauffement qui lui-même ferait fondre toujours plus les glaciers du Groenland jusqu'à l'effondrement total de l'Amoc. Avec les conséquences désastreuses que cela aurait sur notre climat et nos sociétés.

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Car l'Amoc, ce n'est pas seulement un courant qui transporte un volumevolume d'eau colossal - quelque 18 millions de mètres cubes par seconde -, mais aussi une circulation qui charrie de l'énergieénergie. L'équivalent de 100.000 fois la production de la plus puissante centrale hydroélectrique au monde. En s'effondrant, la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique redistribue cette énergie en altérant le climat de notre Planète. Notamment le régime des précipitationsprécipitations. Avec des pluies diluviennes qui pourraient tomber sur l'est de l'Australie, par exemple. Et des sécheressessécheresses intenses qui pourraient au contraire s'abattre sur le sud-ouest des États-Unis.


Le Gulf Stream n'est plus stable et proche du point de basculement

Article de Nathalie MayerNathalie Mayer, publié le 7 août 2021

Amoc, la circulation méridienne de retournement atlantique, est l'un des principaux systèmes de circulation océanique de la Terre. Elle redistribue la chaleurchaleur sur la planète avec un impact majeur sur le climat. Et aujourd'hui, c'est justement le réchauffement climatiqueréchauffement climatique en cours qui semble affaiblir ce courant.

La circulation méridienne de retournement atlantique, aussi connue sous le nom de Amoc, transporte chaque seconde des millions de mètres cubes d'eau de surface chaude de l'équateuréquateur vers le nord et d'eau profonde froide et à faible salinité dans le sens inverse. Et des chercheurs du Potsdam institute for climate impact research (Allemagne) montrent aujourd'hui qu'après avoir connu une certaine stabilité, ce courant océanique s'affaiblit de façon marquée depuis le milieu du XXe siècle.

Les relevés sur l'Amoc n'ayant commencé qu'en 2004, les chercheurs ont combiné diverses informations indirectes pour donner une image de l'évolution de ce courant océanique au cours des 1.600 dernières années. Cernes d'arbresarbres, carottes de glacecarottes de glace, sédiments océaniques, coraux et même journaux de bord de marins. Le tout mis en relation avec les modèles de température dans l'océan Atlantique, les propriétés de la massemasse d'eau et la taille des sédiments dans les grands fonds.

Vers un point de basculement ?

Prise séparément, chacune de ces données manque de précision. Mais rassemblées, elles permettent aux chercheurs de conclure que l'Amoc a d'abord connu la stabilité jusque vers le milieu du XIXe siècle. Puis, avec la fin de la petite période glaciairepériode glaciaire, il a commencé à décliner. Avant de connaître un déclin plus radical, de 15 % environ, à partir du milieu du XXe siècle. Un affaiblissement sans précédent en plus d'un millénaire.

Le tout possiblement sous l'effet du réchauffement climatique anthropique. Car l'augmentation des précipitations et la fontefonte des glaces au Groenland, notamment, ajoutent de l'eau douce en surface. Cela perturbe le cycle du courant. Et ce faisant, pourrait entraîner une élévation du niveau de la mer sur la côte est des États-Unis. En Europe, l'affaiblissement de l'Amoc pourrait mener à plus d'événements météorologiques extrêmes comme des vaguesvagues de chaleur ou des sècheresses estivales.

« À ce rythme-là, la dernière génération de modèles climatiquesmodèles climatiques montre que l'Amoc pourrait s'affaiblir de 34 à 45 % d'ici 2100. De quoi nous approcher dangereusement du point de basculement au-delà duquel le courant devient instable », conclut Stefan Rahmstorf, chercheur, dans un communiqué Potsdam institute for climate impact research.


Le Gulf Stream ne ralentit pas… pour le moment

La circulation des courants océaniques de l'Atlantique nord, dont fait partie le Gulf Stream, a une influence considérable sur le climat européen. Pouvoir prédire la force de ces courants sur plusieurs années permettrait d'anticiper les variations du climat. En intégrant à la fois les modèles océanographiques et atmosphériques, une équipe de l'institut Max PlanckMax Planck spécialisée en météorologiemétéorologie vient de valider un outil de prévision fiable sur quatre ans.

Article de Quentin Mauguit paru le 16/01/2012

Le Gulf Stream est un courant océanique transportant de l’eau chaude depuis une zone comprise entre la Floride et les Bahamas et en direction des plus hautes latitudes. Il se déplace vers l’ouest et la chaleur qu’il transporte influence le climat européen. © RedAndr, Wikipedia CC BY-SA 3.0
Le Gulf Stream est un courant océanique transportant de l’eau chaude depuis une zone comprise entre la Floride et les Bahamas et en direction des plus hautes latitudes. Il se déplace vers l’ouest et la chaleur qu’il transporte influence le climat européen. © RedAndr, Wikipedia CC BY-SA 3.0

Le Gulf Stream, puis le courant nord atlantique, transporte des eaux chaudes vers les plus hautes latitudes. Au fur et à mesure de sa progression, les eaux se refroidissent tandis que leur densité augmente. Cette eau coule au fond de l'Atlantique et redescend alors vers le sud. L'existence du Gulf Stream, les ventsvents d'ouest et l'échange de chaleur entre l'eau et l'atmosphère jouent un rôle déterminant sur le climat européen et l'Atlantique nord en général. En outre, ce courant limite également l'extension des glaces en mer en apportant, en plus de la chaleur, de grandes quantités de sel. 

Des variations des courants océaniques de l'Atlantique nord peuvent donc avoir des conséquences sur notre climat. Elles pourraient être responsables du développement d'ouragansouragans ou des pluies diluviennes du Sahel. Il serait utile de pouvoir prévoir les variations d'intensité de ces mouvementsmouvements d'eau à long terme pour anticiper le climat européen durant les prochaines années. Malheureusement, peu de modèles concluants auraient été développés.

Une équipe dirigée par Daniela Matei et Jochem Marotzke de l'institut Max Planck pour la Météorologie (MPI-M) a mis au point un modèle prédisant le comportement du Gulf Stream à la latitude nord de 26,5 ° jusqu'à quatre ans à l'avance. Ces résultats ont été publiés dans la revue Science

Les chercheurs ont couplé un modèle caractérisant les mouvements des courants océaniques de l'Atlantique nord (MPI-OM) avec un modèle prévoyant la circulation de courants atmosphériques (Echam5). Le résultat a donné naissance à un outil capable d'anticiper le comportement et la force du Gulf Stream. Afin d'être validé, des comparaisons rétroactives ont été réalisées. Les résultats obtenus avec le couple MPI-OM/Echam5 ont été confrontés à des mesures réelles prises en mer entre avril 2004 et mars 2009 (soit durant cinq ans) dans le cadre du projet Rapid-Mocha. L'outil s'est avéré très fiable.

Prévisions des variations de la vitesse du Gulf Stream (Sv) pour les quatre prochaines années. L’abréviation AMOC (<em>Atlantic Meridional Overturning Circulation</em>)<em> </em>désigne les courants marins, dont le Gulf Stream, de l’Atlantique nord et leur circulation. Les lignes rouges ont été tracées à partir de mesures prises sur le terrain ; ce sont donc des données réelles. Les lignes grise, bleu clair, bleu foncé et verte correspondent aux résultats des simulations lancées tous les ans de janvier 2008 à janvier 2011 par le modèle MPI-OM/Echam5. Il s'agit donc de projections dans le futur. Les quatre prévisions montrent un courant stable jusqu'en 2014 (les courbes de la droite de la figure sont identiques). © D. Matei, <em>Max Planck Institute for Meteorology</em>
Prévisions des variations de la vitesse du Gulf Stream (Sv) pour les quatre prochaines années. L’abréviation AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) désigne les courants marins, dont le Gulf Stream, de l’Atlantique nord et leur circulation. Les lignes rouges ont été tracées à partir de mesures prises sur le terrain ; ce sont donc des données réelles. Les lignes grise, bleu clair, bleu foncé et verte correspondent aux résultats des simulations lancées tous les ans de janvier 2008 à janvier 2011 par le modèle MPI-OM/Echam5. Il s'agit donc de projections dans le futur. Les quatre prévisions montrent un courant stable jusqu'en 2014 (les courbes de la droite de la figure sont identiques). © D. Matei, Max Planck Institute for Meteorology

 

L’humeur du Gulf Stream enfin prévisible

Les scientifiques ont décidé d'employer leur modèle pour établir des prévisions. Plusieurs simulations sur dix ans ont été lancées à quatre années d'intervalles (de 2008 à 2011) en tenant à chaque fois compte des nouvelles mesures météorologies faites sur le terrain. L'ensemble des résultats a montré que le Gulf Stream serait stable au moins jusqu'en 2014 malgré toutes les controverses actuelles sur son éventuel ralentissement

Le modèle donne des prévisions mois par mois. Il peut donc être employé pour déterminer le risque d'apparition des ouragans. Cet intervalle permet également d'étudier les changements climatiques pouvant affecter l'Europe avec assez de précision. 

Grâce à la connaissance de la dynamique des océans (et pas uniquement par des mesures de températures), les chercheurs de l'institut de météorologie Max Planck ont ainsi mis au point un puissant outil permettant d'anticiper les épisodes climatiques qui devraient nous affecter dans les prochaines années.