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Le climat mondial est largement influencé par les courants océaniques. Le plus important d’entre eux est un tapis roulant mondial, également appelé circulation thermohaline, qui relie les grands océans entre eux. Il est alimenté par les différences globales de densité des masses d’eau, qui sont déterminées par la température et la salinité. L’impulsion donnée à la circulation à l’échelle de la Terre se produit essentiellement là où l’eau froide et riche en sel descend en profondeur en raison de sa densité plus élevée, principalement dans l’Atlantique Nord. Outre ces importantes zones de formation d’eau profonde, la glace qui se forme sous la surface de l’océan en Antarctique joue également un rôle crucial, comme vient de le découvrir une équipe de recherche japonaise. L’étude a été publiée dans la revue Science Advances.
L’océan Austral, qui entoure l’Antarctique, relie l’Atlantique, le Pacifique et l’océan Indien, constitue donc un élément central de la circulation mondiale. Près du continent antarctique, de grandes quantités de glace de mer se forment, le sel n’étant pas emprisonné dans la glace, laissant une eau riche en sel et froide, donc dense, tomber au fond de l’océan. Cette eau de fond antarctique (AABW) est la masse d’eau la plus froide et la plus dense de la circulation thermohaline et elle se répand à partir de là sur la plus grande partie de l’océan profond mondial.
Étant donné que la circulation thermohaline influence le climat global, Kay Ohshima de l’Université d’Hokkaido et son équipe ont voulu comprendre le mécanisme de formation des AABW et comment le réchauffement global les affecte. « Nous avons découvert de nouveaux résultats surprenants sur la forme de la croissance de la glace de mer dans une importante zone de production d’AABW, près du cap de Darnley en Antarctique, qui pourraient avoir des répercussions importantes sur d’autres zones », explique Kay.
La surveillance par satellite et les capteurs ancrés dans l’océan ont fourni des données qui ont montré l’importance de ce que l’on appelle les « aiguilles de glace » (en anglais frazil ice) dans la formation d’eaux denses et froides. Cette glace en forme d’aiguille se forme sous la surface de la mer lorsque de puissants vents froids continuent de refroidir et de mélanger l’eau, faisant chuter sa température en dessous du point de congélation. Selon la force du vent et les conditions locales, ce refroidissement peut se produire jusqu’à une profondeur de 80 mètres ou plus.
Le frasil se forme principalement là où les vents catabatiques provenant du continent antarctique rencontrent l’eau libre, par exemple dans les polynies côtières ou les polynies de la banquise.
« Il est important d’apprendre qu’un processus aussi important se déroule sous l’eau, révélant un aspect du système de circulation qui a été, du moins en partie, perdu de vue », a déclaré Kay.
Même dans les cycles des nutriments, les aiguilles de glace pourraient jouer un rôle. L’équipe de recherche pense que ces cristaux de glace au fond de l’océan absorbent des sédiments qu’ils libèrent en fondant, fertilisant ainsi le plancton et influençant la productivité biologique générale des eaux autour de l’Antarctique.
« Notre prochaine étape est d’intégrer ces nouveaux processus dans la compréhension de la biogéochimie de l’océan Austral et de la circulation du carbone, ce qui nécessite un nouveau travail de terrain et de recherche important », conclut M. Kay.
Julia Hager, PolarJournal
Lien vers l’étude : Kay I. Ohshima et al. Dominant frazil ice production in the Cape Darnley polynya leading to Antarctic Bottom Water formation. Science Advances. October 19, 2022 DOI : 10.1126/sciadv.adc9174
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