L’une des régions les plus salées de l’océan devient moins salée : quelles conséquences pour la circulation océanique ?

Une modification profonde des courants océaniques

Dans une étude récente publiée au sein de la revue Nature Climate Change, des chercheurs de l’Université du Colorado à Boulder, accompagnés de leurs collègues, rapportent une observation significative concernant l’évolution de nos océans. Au cours des six dernières décennies, la hausse des températures a remodelé les régimes de vents mondiaux ainsi que les courants marins. Cette transformation a pour conséquence directe l’apport de quantités croissantes d’eau douce dans le sud de l’océan Indien.

Ces changements ne sont pas anodins : ils pourraient altérer les interactions entre l’océan et l’atmosphère et perturber les grands systèmes de circulation océanique qui régulent les climats à travers le monde. De plus, ces perturbations risquent d’avoir des effets potentiels sur les écosystèmes marins, modifiant l’équilibre biologique établi de longue date.

Weiqing Han, professeur au Département des sciences atmosphériques et océaniques, commente ce phénomène : « Nous assistons à un changement à grande échelle de la façon dont l’eau douce se déplace à travers l’océan. Cela se produit dans une région qui joue un rôle clé dans la circulation océanique mondiale ».

La mécanique du « tapis roulant » mondial

Pour comprendre l’ampleur du phénomène, il faut se pencher sur la composition de l’eau de mer. En moyenne, celle-ci présente une salinité d’environ 3,5 %, ce qui équivaut approximativement à la dissolution d’une cuillère à café et demie de sel de table dans une tasse d’eau. Cependant, il existe une vaste région s’étendant de l’est de l’océan Indien jusqu’à l’ouest de l’océan Pacifique, dans les tropiques de l’hémisphère nord, où les eaux de surface sont naturellement moins salées. Cela s’explique par les fréquentes pluies tropicales qui apportent de grandes quantités d’eau douce, tandis que l’évaporation y reste relativement faible.

Cette zone, connue sous le nom de « réservoir d’eau douce indo-pacifique », est associée à un gigantesque « tapis roulant » de circulation océanique qui redistribue la chaleur, le sel et l’eau douce autour de la planète. Ce système, appelé circulation thermohaline, canalise les eaux de surface chaudes et douces du flux indo-pacifique vers l’océan Atlantique. Ce processus contribue notamment au climat tempéré de l’Europe occidentale.

Le cycle se poursuit dans le nord de l’océan Atlantique, où l’eau se refroidit, devient plus salée et plus dense. Finalement, elle coule vers les profondeurs avant de circuler vers le sud dans l’océan profond, retournant vers les océans Indien et Pacifique pour boucler la boucle.

Un adoucissement rapide au large de l’Australie

Au cours des soixante dernières années, les données d’observation ont détecté des changements de salinité dans le sud de l’océan Indien, plus précisément au large de la côte sud-ouest de l’Australie. Cette zone est généralement sèche, l’évaporation y excédant largement les précipitations. En conséquence, l’eau de mer dans cette région a historiquement toujours été salée.

Cependant, le professeur Han et son équipe ont calculé que la zone d’eau de mer salée a diminué de 30 % au cours des six dernières décennies. Ce chiffre représente l’augmentation la plus rapide d’eau douce observée n’importe où dans l’hémisphère sud. L’ampleur de cet apport hydrique est considérable et modifie la structure même de cette partie de l’océan.

Gengxin Chen, premier auteur de l’étude, chercheur invité au Département des sciences atmosphériques et océaniques et scientifique principal à l’Institut d’océanologie de la mer de Chine méridionale de l’Académie chinoise des sciences, illustre ce volume : « Cet adoucissement équivaut à ajouter environ 60 % du volume du lac Tahoe en eau douce à la région chaque année ». Il ajoute une autre comparaison pour clarifier l’échelle : « Pour mettre cela en perspective, la quantité d’eau douce s’écoulant dans cette zone océanique est suffisante pour approvisionner l’ensemble de la population américaine en eau potable pendant plus de 380 ans ».

Le changement climatique comme moteur du changement

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, cet adoucissement n’est pas le résultat de changements locaux dans les précipitations. En utilisant une combinaison d’observations et de simulations informatiques, l’équipe a découvert que le réchauffement climatique modifie les vents de surface au-dessus des océans Indien et Pacifique tropical. Ce sont ces changements de vents qui poussent les courants océaniques à canaliser davantage d’eau provenant du réservoir d’eau douce indo-pacifique vers le sud de l’océan Indien.

Les conséquences physiques sont immédiates : à mesure que l’eau de mer devient moins salée, sa densité diminue. Puisque l’eau plus douce reste généralement au-dessus de l’eau plus salée et plus dense, les eaux de surface et les eaux profondes de l’océan se séparent davantage en couches distinctes. C’est ce qu’on appelle la stratification.

Ces contrastes plus forts de salinité entre les couches réduisent le mélange vertical. Or, ce mélange est un processus important qui permet normalement aux eaux de surface de couler et aux eaux plus profondes de remonter, redistribuant ainsi les nutriments et la chaleur à travers l’océan.

Risques pour la circulation océanique et la vie marine

Des études antérieures avaient déjà suggéré que le changement climatique pourrait ralentir une partie de la circulation thermohaline. En effet, la fonte de la calotte glaciaire du Groenland et de la banquise arctique ajoute de l’eau douce dans l’Atlantique Nord, perturbant l’équilibre de salinité nécessaire au mouvement du tapis roulant. L’expansion du réservoir d’eau douce étudiée ici pourrait influencer davantage ce système en transportant de l’eau plus douce vers l’Atlantique.

La réduction du mélange vertical pourrait également avoir un impact direct sur les écosystèmes marins. Lorsque les nutriments des eaux plus profondes ne parviennent pas à atteindre la surface éclairée par le soleil, les organismes vivant dans les eaux peu profondes disposent de moins de nourriture. De plus, un mélange plus faible empêche l’excès de chaleur des eaux de surface de se dissiper dans les couches plus profondes, rendant les eaux peu profondes encore plus chaudes pour des organismes déjà sous stress en raison de la hausse des températures.

Gengxin Chen conclut sur les répercussions biologiques : « Les changements de salinité pourraient affecter le plancton et les herbiers marins. Ce sont les fondations du réseau trophique marin. Des changements chez eux pourraient avoir un impact considérable sur la biodiversité dans nos océans ».

Selon la source : phys.org

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