Un mécanisme d'amplification du changement climatique
Publié par Michel le 28/02/2007 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: © G. Leduc - CNRS 2007
Lors des derniers 90 000 ans, des périodes chaudes et froides de quelques milliers d'années ont alterné, entraînant une modification de la circulation océanique globale. A l'aide d'indicateurs paléoclimatiques et paléo-océanographiques, des chercheurs du CEREGE (1) ont mis en évidence un mécanisme de rétroaction de la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) océanique sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne...), qui renforce le réchauffement ou le refroidissement. Ce mécanisme repose sur un lien étroit entre la circulation Atlantique Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et l'hydrologie tropicale de l'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et...) centrale. Ces travaux, publiés dans la revue Nature du 22 févier 2007, doivent permettre de mieux comprendre, et donc de mieux prévoir, les effets du changement climatique sur la circulation océanique.

Dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent. L'intuition...), les variations climatiques rapides et de grande ampleur qui ont eu lieu notamment pendant la dernière glaciation (Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des...) (périodes de Heinrich) ont perturbé la circulation océanique. Les archives climatiques (sédiments marins et lacustres, glaces polaires, stalagmites), montrent la relation étroite existant entre variations climatiques et circulation océanique. Or, les changements de circulation océanique dans l'Atlantique Nord ont une influence à l'échelle planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Généralement les astres représentés sont animés soit manuellement,...), en affectant en particulier le cycle de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.): ils s'accompagneraient d'un déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En...) de l'équateur climatique séparant les systèmes d'alizés des deux hémisphères, vers le sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) lors d'événements froids et vers le nord lors d'événements chauds.


Anomalie moyenne des pluies simulée par les modèles après un effondrement
de la circulation océanique profonde (augmentation en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en...), diminution en rouge).
La flèche en pointillés représente le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation,...) actuel de la vapeur () d'eau.
Les flèches pleines indiquent le transport multiple (alizés -> fleuves -> courants marins)
durant l'anomalie climatique. Les croix localisent les sites d'études paléoclimatiques

L'Amérique centrale, bande continentale étroite séparant l'océan Atlantique (L'océan Atlantique est l'un des cinq océans de la Terre. Sa superficie de 106 000 000 km² en fait le deuxième par la taille derrière l'océan Pacifique. Il s'est formé...) de l'océan Pacifique (L'océan Pacifique, qui s'étend sur une surface de 180 000 000 km², est l'océan le plus vaste du globe terrestre. Il comprend entièrement l'Océanie et...), joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche...) un rôle clé dans ce système. Du côté de l'Atlantique, les eaux de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) s'évaporent, ce qui augmente leur salinité. La vapeur d'eau est transférée par les alizés vers le Pacifique, où elle retombe sous forme de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un...), diminuant la salinité. Cet énorme transfert d'eau (plusieurs centaines de milliers de mètres cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des cinq solides de...) par seconde) maintient un contraste de salinité entre les deux océans. Les eaux de surface de l'Atlantique tropical sont ensuite transportées, via le Gulf Stream (Le Gulf Stream est un courant océanique qui prend sa source entre la Floride et les Bahamas et se dilue dans l'océan Atlantique vers la longitude du Groenland. Son...), vers les hautes latitudes, où elles réchauffent l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), avant de plonger vers les abysses dans des zones de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la...) situées dans les mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) de Norvège, du Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans la graphie française d'avant 1850, Grønland en danois (« terre verte »), Kalaallit Nunaat...) et du Labrador. Les eaux profondes ainsi formées vont ensuite se propager dans l'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et produit en 2009.) mondial, purgeant l'Atlantique Nord d'une partie de son excès en sel.

Les chercheurs du CEREGE ont reconstitué les variations de salinité des eaux de surface, dans la zone de dépôt de la vapeur d'eau provenant de l'Atlantique. Pour cela, ils ont travaillé sur les mesures réalisées dans les sédiments marins prélevés en 2002 à l'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) de l'Isthme (Un isthme est une étroite bande de terre, entourée de deux étendues d'eau, qui connecte deux grandes étendues de terre. Isthme se prononce « IS-me » où th est muet.) de Panama, par le navire océanographique (Un navire océanographique est un navire utilisé pour la recherche scientifique en mer, et plus particulièrement les domaines de l'océanographie, de la météorologie, des...) français Marion Dufresne. Cette étude montre que les périodes froides de Heinrich correspondent à des augmentations de salinité dans la zone Est Pacifique, synonyme d'une réduction du transfert de vapeur d'eau. En comparant leurs résultats à d'autres études réalisées dans le secteur Atlantique et en Amérique du sud, les chercheurs ont mis en évidence un mécanisme de rétroaction qui a amplifié la perturbation climatique. Lors des épisodes froids, les alizés chargés d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) ont migré vers le sud ; ne pouvant pas franchir la Cordillère (Une cordillère est une chaîne de montagnes allongée et étroite résultant généralement de la rencontre de deux plaques tectoniques.) des Andes, une partie des pluies qui normalement adoucissaient le Pacifique Est s'est déposée sur le bassin versant (Un bassin versant ou bassin hydrographique est une portion de territoire délimitée par des lignes de crête, dont les eaux alimentent un exutoire commun : cours d'eau ou lac. La ligne séparant deux bassins versants adjacents est une...) de l'Amazone. Cette rétroaction a eu pour effet de réinjecter les eaux de pluie dans l'Atlantique et de diminuer ainsi la salinité des eaux de cet océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins. Approximativement 71%...). Ces eaux transportées ensuite vers les hautes latitudes ont donc contribué à l'affaiblissement de la circulation océanique profonde, renforçant encore le refroidissement au-dessus et autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) de l'Atlantique Nord.

Aujourd'hui, le fait que le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans...) pourrait perturber le cycle de l'eau et induire un ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.) de la circulation Atlantique Nord est un réel sujet d'inquiétude. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) océanographiques des 50 dernières années suggèrent que des changements hydrographiques (température et salinité) ainsi qu'une diminution du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans...) d'eau transporté par certains courants marins, en surface et en profondeur, se sont déjà produits en Atlantique Nord. Le risque d'une variation encore plus importante de la circulation océanique à l'échelle de la fin du siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être l'âge du...), ou du début du siècle prochain, doit être pris au sérieux et étudié activement.

(1) Centre européen de recherche et d'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les connaissances d'un élève par le biais de...) des géosciences de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...) (CNRS, Universités Aix-Marseille 3 et 1, IRD et Collège (Un collège peut désigner un groupe de personnes partageant une même caractéristique ou un établissement d'enseignement.) de France).

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