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La banquise arctique menacée par de redoutables “bombes thermiques”

Crédits : capture vidéo / Scripps Oceanography.

Au cours de la dernière dizaine d’années, le recul de la banquise arctique s’est considérablement accéléré. En particulier entre la fin du printemps et le début de l’automne. Un rythme que les modèles climatiques peinent à retranscrire, ce qui suggère qu’une partie des processus à l’œuvre ne sont pas – ou sont mal – représentés dans les simulations…

Suite à une campagne d’observations océanographiques très détaillées, des chercheurs pensent avoir identifié l’un de ces mécanismes. Plus précisément, les mesures ont révélé comment les eaux chaudes et salées du Pacifique nord pénétraient dans le bassin arctique et induisaient une fonte de la glace de mer par le dessous.

Une glace de mer fragilisée par fonte basale

En effet, tout en s’infiltrant par le détroit de Béring, ces eaux denses plongent sous la couche froide et peu salée de la surface puis s’isolent en tourbillons redoutables que les scientifiques ont nommé bombes thermiques. Pendant plusieurs mois, ils dérivent ainsi vers l’intérieur du bassin en diffusant continument leur chaleur vers les couches de surface où flotte la banquise.

Notons que ces panaches se produisent essentiellement durant l’été. L’un d’eux ayant été directement observé en septembre 2018 par le groupe de chercheurs dans le cadre du projet scientifique SODA (Stratified Ocean Dynamics of the Arctic) financé par l’Office of Naval Research. Une première qui a permis un véritable bond en avant dans la compréhension du phénomène.

température arctique
Coupe verticale à travers le panache observé en septembre 2018. Le sud est vers la gauche et le nord vers la droite. Le champ colorié représente la température. Aussi, notez l’intrusion d’eau chaude par le détroit de Béring. Crédits : Jennifer A. MacKinnon & al. 2021.

« Le taux d’accélération de la fonte des glaces de mer dans l’Arctique a été difficile à prévoir avec précision, en partie à cause de toutes les rétroactions locales et complexes entre la glace, l’océan et l’atmosphère », note Jennifer MacKinnon, auteure principale du papier. « Ce travail met en évidence le rôle important que joue l’eau des océans dans le réchauffement, dans le cadre de ces rétroactions ».

L’analyse des échanges entre les deux bassins a montré que les intrusions de panaches pacifiques étaient plus importantes qu’on ne le pensait. Elles se seraient en outre intensifiées au cours de la dernière décennie, expliquant en partie pourquoi la fonte des glaces de mer s’est accélérée par le flanc pacifique durant l’été. Par ailleurs, comme ce mécanisme était jusqu’alors peu compris et qu’il implique des processus de petites échelles mal résolus numériquement, il est peu surprenant de constater que les modèles ont une difficulté à rendre compte des évolutions réelles.

Idem que précédemment, mais pour la salinité. Une valeur élevée correspond à une eau salée. On distingue là aussi très bien la signature du panache pacifique. Crédits : Jennifer A. MacKinnon & al. 2021.

Un impact mal appréhendé sur l’écosystème arctique

En plus du contenu élevé en chaleur et en sel des tourbillons, les mesures ont rapporté des concentrations uniques en matière organique ainsi qu’en éléments chimiques. Un apport croissant qui contribue nécessairement à changer le fonctionnement de l’écosystème arctique. Toutefois, la façon dont ces altérations se développent et s’expriment reste à ce jour mal appréhendée.

« Ce fut un privilège pour nous de collaborer avec nos collègues américains pour recueillir les mesures biogéochimiques effectuées au cours de cette expérience sur le terrain », rapporte Yueng-Djern Lenn, un des nombreux coauteurs de l’étude. « Ces données sur les nutriments et les isotopes que nous avons collectées ont été utiles pour retracer l’origine du panache (…) ». Les résultats parus le 23 avril dernier figurent dans la revue scientifique Nature communications.

La prochaine étape concerna le développement de représentations numériques adaptées, afin d’inclure ces mécanismes importants dans les modélisations climatiques futures. « Une meilleure compréhension et une meilleure capacité de modélisation des processus décrits ici aideront à prévoir la géographie détaillée ainsi que le calendrier d’évolution de l’écosystème et du recul accéléré de la glace de mer dans l’Arctique » indique le papier dans sa conclusion.

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