L’océan Austral absorbe plus de chaleur que tout autre océan sur Terre, et les impacts se feront sentir pendant des générations

Au cours des 50 dernières années, les océans ont travaillé en surmultiplication pour ralentir le réchauffement climatique, absorbant environ 40 % de nos émissions de dioxyde de carbone et plus de 90 % de l’excès de chaleur emprisonné dans l’atmosphère.

Mais comme l’ont montré nos recherches publiées aujourd’hui dans Nature Communications, certains océans travaillent plus dur que d’autres.

Nous avons utilisé un modèle informatique de circulation océanique mondiale pour examiner exactement comment le réchauffement des océans s’est produit au cours des 50 dernières années. Et nous avons découvert que l’océan Austral dominait l’absorption globale de chaleur. En fait, l’absorption de chaleur de l’océan Austral représente la quasi-totalité du réchauffement des océans de la planète, contrôlant ainsi le rythme du changement climatique.

Ce réchauffement de l’océan Austral et ses impacts associés sont effectivement irréversibles à l’échelle du temps humain, car il faut des millénaires pour que la chaleur emprisonnée profondément dans l’océan soit relâchée dans l’atmosphère.

Cela signifie que les changements qui se produisent actuellement se feront sentir pour les générations à venir – et ces changements ne feront que s’aggraver, à moins que nous ne puissions arrêter les émissions de dioxyde de carbone et atteindre le zéro net.

Il est important mais difficile de mesurer le réchauffement des océans

Le réchauffement des océans atténue les pires impacts du changement climatique, mais ce n’est pas sans coût. Le niveau de la mer monte parce que la chaleur provoque l’expansion de l’eau et la fonte des glaces. Les écosystèmes marins subissent un stress thermique sans précédent, et la fréquence et l’intensité des phénomènes météorologiques extrêmes évoluent.

Pourtant, nous n’en savons toujours pas assez sur exactement quand, où et comment le réchauffement des océans se produit. Cela est dû à trois facteurs.

Premièrement, les changements de température à la surface de l’océan et dans l’atmosphère juste au-dessus se suivent étroitement. Il est donc difficile de savoir exactement où l’excès de chaleur pénètre dans l’océan.

Deuxièmement, nous n’avons pas de mesures de suivi des températures sur l’ensemble de l’océan. En particulier, nous avons très peu d’observations dans l’océan profond, dans des endroits éloignés autour de l’Antarctique et sous la banquise.

Enfin, les observations dont nous disposons ne remontent pas très loin dans le temps. Des données fiables à plus de 700 mètres de profondeur sont pratiquement inexistantes avant les années 1990, à l’exception des observations le long de routes de croisière de recherche spécifiques.

Notre approche de modélisation

Pour comprendre les subtilités de la façon dont le réchauffement des océans s’est produit, nous avons d’abord exécuté un modèle océanique avec des conditions atmosphériques perpétuellement bloquées dans les années 1960, avant tout changement climatique significatif d’origine humaine.

Ensuite, nous avons séparément permis à chaque bassin océanique d’avancer dans le temps et de subir le changement climatique, tandis que tous les autres bassins ont été retenus pour connaître le climat des années 1960.

Nous avons également séparé les effets du réchauffement atmosphérique des changements induits par le vent en surface pour voir dans quelle mesure chaque facteur contribue au réchauffement observé des océans.

En adoptant cette approche de modélisation, nous avons pu isoler que l’océan Austral est le plus important absorbeur de cette chaleur, bien qu’il ne couvre qu’environ 15 % de la surface totale de l’océan.

En fait, l’océan Austral à lui seul pourrait représenter pratiquement toute l’absorption de chaleur océanique mondiale, les bassins du Pacifique et de l’Atlantique perdant toute chaleur récupérée dans l’atmosphère.

Un impact écologique important du fort réchauffement de l’océan Austral concerne le krill antarctique . Lorsque le réchauffement des océans se produit au-delà des températures qu’ils peuvent tolérer, l’habitat du krill se contracte et il se déplace encore plus au sud vers des eaux plus froides.

Comme le krill est un élément clé du réseau trophique, cela modifiera également la répartition et la population de grands prédateurs, tels que les poissons-dents et les poissons des glaces commercialement viables. Cela augmentera également le stress des manchots et des baleines déjà menacés aujourd’hui.

Alors pourquoi l’océan Austral absorbe-t-il autant de chaleur ?

Cela se résume en grande partie à la configuration géographique de la région, avec de forts vents d’ouest entourant l’Antarctique exerçant leur influence sur un océan ininterrompu par les masses terrestres.

Cela signifie que les vents de l’océan Austral soufflent sur une grande distance, amenant continuellement des masses d’ eau froide à la surface . L’eau froide est poussée vers le nord, absorbant facilement de grandes quantités de chaleur de l’atmosphère plus chaude, avant que l’excès de chaleur ne soit pompé à l’intérieur de l’océan autour de 45-55°S (une bande de latitude juste au sud de la Tasmanie, de la Nouvelle-Zélande et des régions du sud d’Amérique du Sud).

Cette absorption de réchauffement est facilitée à la fois par l’atmosphère plus chaude causée par nos émissions de gaz à effet de serre, ainsi que par la circulation éolienne qui est importante pour amener la chaleur à l’intérieur de l’océan.

Et lorsque nous combinons les effets du réchauffement et du vent uniquement sur l’océan Austral, avec les océans restants retenus par le climat des années 1960, nous pouvons expliquer la quasi-totalité de l’absorption de chaleur océanique mondiale.

Mais cela ne veut pas dire que les autres bassins océaniques ne se réchauffent pas. Ils le sont, c’est juste que la chaleur qu’ils tirent localement de l’atmosphère ne peut pas expliquer ce réchauffement. Au lieu de cela, l’absorption massive de chaleur dans l’océan Austral est ce qui a entraîné des changements dans la teneur totale en chaleur de l’océan dans le monde au cours du dernier demi-siècle.

Nous avons beaucoup à apprendre

Bien que cette découverte jette un nouvel éclairage sur l’océan Austral en tant que moteur clé du réchauffement global des océans, nous avons encore beaucoup à apprendre, en particulier sur le réchauffement des océans au-delà des 50 ans que nous mettons en évidence dans notre étude. Toutes les projections futures, y compris même les scénarios les plus optimistes, prédisent un océan encore plus chaud à l’avenir.

Et si l’océan Austral continue de représenter la grande majorité de l’absorption de chaleur des océans jusqu’en 2100, nous pourrions voir son contenu thermique augmenter jusqu’à sept fois plus que ce que nous avons déjà vu jusqu’à aujourd’hui.

Cela aura d’énormes impacts dans le monde entier : notamment de nouvelles perturbations du réseau trophique de l’océan Austral , la fonte rapide des plates-formes de glace de l’Antarctique et des changements dans le tapis roulant océanique .

Pour capter tous ces changements, il est vital de poursuivre et d’étendre nos observations prises dans l’océan Austral.

L’un des nouveaux flux de données les plus importants sera constitué de nouveaux flotteurs océaniques capables de mesurer les températures océaniques plus profondes, ainsi que de petits capteurs de température sur les éléphants de mer , qui nous fourniront des données essentielles sur les conditions océaniques en hiver sous la banquise antarctique.

Il est encore plus important de reconnaître que moins nous émettons de dioxyde de carbone, moins nous nous enfermerons dans les changements océaniques. Cela limitera en fin de compte la perturbation des moyens de subsistance des milliards de personnes vivant près des côtes dans le monde.

Ryan Holmes

Chargé de recherche, Université de Sydney