Climat : la part des océans

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décembre 2015
La Moc, ou circulation méridienne de retournement, est composée de nombreux courants que les scientifiques cherchent à mieux caractériser, notamment dans l'océan Atlantique.
SPEICH ET AL, 2010 ET DE LUMPKIN, 2007

À Brest, des chercheurs décortiquent la dynamique des courants océaniques pour affiner les modèles climatiques.

Sans eux, il ferait trop froid dans les zones polaires et trop chaud dans les zones équatoriales pour y vivre. Eux, ce sont les océans, les acteurs clés de la régulation du climat. Doués d’une forte inertie, ils stockent une majeure partie de la chaleur reçue du soleil qu’ils redistribuent au gré d’une boucle de circulation des courants d’échelle planétaire, la Moc (en français : circulation méridienne de retournement. Or, un simple ralentissement de la Moc, comme le prévoit le Giec (1), pourrait perturber le climat à l’échelle de la planète. Afin de mieux prévoir les impacts potentiels de ce ralentissement sur la dynamique et le climat de l’Atlantique, l’été dernier, deux campagnes scientifiques en mer baptisées Rrex et Samoc se sont intéressées respectivement à l’étude fine des courants qui animent la partie nord et sud de cet océan.

 

Des reliefs “mélangeurs” d’eaux

« L’objectif de la mission Rrex est de mieux quantifier la Moc actuelle dans l’Atlantique nord et de comprendre les mécanismes qui la sous-tendent afin de savoir quel modèle correspond le mieux à la réalité de cette zone, et plus précisément autour de la dorsale de Reykjanes », explique Virginie Thierry, chercheuse au Laboratoire de physique des océans (LPO) (2) du centre Ifremer Bretagne. C’est là, autour de ce relief sous-marin situé au sud de l’Islande, que se rencontrent les masses d’eaux chaudes et salées circulant en surface depuis l’équateur et les eaux froides et peu salées d’origine subpolaire. Un endroit clé pour ces scientifiques qui cherchent à comprendre pourquoi et comment ces masses d’eaux s’y mélangent, s’homogénéisent pour finalement plonger et repartir vers le sud. « Nous pensons que cette dorsale percée de canaux -lesquels contraignent le passage des courants - agit comme “un touilleur” qui brasse les masses d’eaux », propose la responsable de la mission Rrex.

 

Des données de haute précision

Pour étayer leur hypothèse, les équipes ont effectué des mesures de vitesse des courants, de température, de salinité et de teneur en oxygène des eaux entre la surface et le fond océanique autour de la dorsale. Autant de données qui leur permettront de savoir comment évoluent la structure des courants (largeur, intensité...) et les propriétés des masses d’eaux (température, salinité...) de part et d’autre de la dorsale. « Ces nouveaux paramètres nous aideront à améliorer nos modèles et à affiner ainsi les prédictions d’évolution du climat de l’Atlantique nord pendant les cent prochaines années », prévoit Virginie Thierry. Avant de quitter les lieux, les scientifiques ont également déployé quatre flotteurs Argo de nouvelle génération (3). « Comparés à leurs aînés capables de plonger jusqu’à 2000 m, ces nouveaux flotteurs descendront jusqu’à 4000 m. Nous pourrons ainsi savoir si la quantité de chaleur qui nous manque pour équilibrer le bilan thermique du système Terre ne se cache pas à ces profondeurs. »

 

Quid de l’Atlantique sud

Longtemps considéré comme un couloir passif où s’écoulent des masses d’eaux formées ailleurs, l’Atlantique sud n’a pas fait l’objet d’autant d’études que l’Atlantique nord. Difficile pourtant d’imaginer que cette zone de rencontre des courants des océans Atlantique, Pacifique et Indien et des eaux froides de l’Antarctique n’ait aucune influence sur la dynamique de la Moc et sur le climat. Afin de pallier ce manque, une première campagne menée en 2008 a permis de récolter les données nécessaires à la préparation du projet Samoc (4) co-initié par Sabrina Speich, alors professeur à l’Université de Bretagne Occidentale. « Grâce à ce projet mené en collaboration avec des scientifiques d’une douzaine de pays, dix-sept stations équipées notamment de courantomètres, de pressiomètres et d’écho-sondeurs ont été installées, entre 2013 et 2014, le long de deux sections entre le cap de Bonne-Espérance et l’Antarctique et entre le cap de Bonne-Espérance et l’île de Tristan da Cunha », rappelle Thierry Terre, ingénieur de recherche au LPO. Posés sur le fond, soit à une profondeur oscillant entre 1000 et 5000 m, ces instruments enregistrent à intervalles réguliers le temps mis par leurs ondes acoustiques pour rejoindre la surface et revenir. « Sachant que la vitesse moyenne du son dans l’eau (1500 m par seconde) varie principalement en fonction de la température et de la pression, nous pouvons déduire de ces mesures les variations physiques des masses d’eaux traversées », explique Thierry Terre. Cet été, la mission avait notamment pour but de récupérer ces données indirectes et de les compléter avec des mesures directes de température, de salinité et de pression. « C’est en recoupant toutes ces données que nous obtiendrons une reconstruction générale de la circulation et des échanges des masses d’eaux dans cette zone. »

 

Des tourbillons venus du sud

Lors de cette campagne, les scientifiques se sont également intéressés à un autre phénomène encore mal expliqué. « D’ordinaire, les courants sont des barrières dynamiques qui isolent les eaux froides des eaux chaudes. Mais il arrive qu’un méandre s’y forme, près d’un relief ou des côtes, provoquant alors la naissance d’une structure tourbillonnaire emprisonnant en son cœur une masse d’eaux chaude ou froide », explique Thierry Terre. Une fois détachés du méandre, ces tourbillons qui peuvent atteindre 500 km de diamètre dérivent dans l’Atlantique d’est en ouest. Comment évoluent-ils au contact des différentes masses d’eaux qu’ils rencontrent ? Quelle influence ont-ils sur la dynamique nord-sud de la Moc ? Le projet Samoc apportera très certainement un début de réponse à ces questions qui motivent déjà de futures missions portées davantage sur la dynamique de la zone centrale de l’Atlantique encore mal connue.

Des flotteurs à la dérive

À ce jour, plus de 3000 flotteurs Argo se baladent dans les océans de notre planète. Dérivant au gré des courants à une profondeur moyenne de 1000 m, ces robots autonomes sont programmés pour plonger tous les dix jours à 2000 m de profondeur avant de remonter lentement à la surface, récoltant au passage les données de température et salinité des eaux traversées. Une fois leur antenne hors d’eau, ils transmettent ces informations par satellite puis replongent. Lancé en 2000 par la Commission océanographique intergouvernementale de l’Unesco (COI) et l’Organisation météorologique mondiale (OMM), ce programme compte trente pays participants et permet à tous d’accéder en temps réel aux données sur www.argodatamgt.org. Pour maintenir la densité de ce réseau, chaque année, 800 à 900 nouveaux flotteurs sont déployés lors de missions scientifiques ou parfois par des skippers volontaires.

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Julie Danet

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