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Nature. Le Gulf Stream à son plus bas niveau depuis plus d’un millénaire

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Jamais, depuis plus de 1000 ans, la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC), également appelée Gulf Stream, n’a été aussi faible qu’au cours de ces dernières décennies. (Image : Pexels / Pixabay)
 

Jamais, depuis plus de 1000 ans, la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC), également appelée Gulf Stream, n’a été aussi faible qu’au cours de ces dernières années. Ce constat résulte d’une nouvelle étude menée par des scientifiques d’Irlande, de Grande-Bretagne et d’Allemagne.

Les chercheurs ont compilé des données dites proxy - provenant principalement d’archives naturelles comme les sédiments océaniques ou les carottes de glace - remontant à plusieurs centaines d’années pour reconstituer l’histoire des flux de l’AMOC.

 

La circulation océanique géante est pertinente pour les modèles météorologiques en Europe et les niveaux régionaux de la mer aux Etats-Unis. Son ralentissement est également associé à une « zone froide » observée dans l’Atlantique Nord. (Image : Levke Caesar)
La circulation océanique géante est pertinente pour les modèles météorologiques
en Europe et les niveaux régionaux de la mer aux Etats-Unis. Son ralentissement
est également associé à une « zone froide » observée dans l’Atlantique Nord.
(Image : Levke Caesar)
 

Ils ont trouvé des preuves cohérentes que son ralentissement au XXe siècle est sans précédent au cours du dernier millénaire - il est probablement lié au changement climatique causé par l’homme. La circulation océanique géante est pertinente pour les modèles météorologiques en Europe et les niveaux régionaux de la mer aux Etats-Unis. Son ralentissement est également associé à une « zone froide » observée dans l’Atlantique Nord. Stefan Rahmstorf, de l’Institut de Potsdam pour la recherche sur l’impact climatique (PIK), initiateur de l’étude publiée dans Nature Geoscience, a expliqué : « Le système du Gulf Stream fonctionne comme un gigantesque tapis roulant, transportant l’eau chaude de surface de l’équateur vers le nord, et renvoyant l’eau froide et à faible salinité des profondeurs vers le sud. Il déplace près de 20 millions de mètres cubes d’eau par seconde, soit près de cent fois le débit de l’Amazone ».

Des études antérieures de Stefan Rahmstorf et de ses collègues ont montré un ralentissement du courant océanique d’environ 15 % depuis le milieu du XXe siècle, ce qui est lié au réchauffement climatique causé par l’homme, mais une image solide de son développement à long terme avait jusqu’à présent fait défaut : C’est ce que les chercheurs fournissent avec l’examen du résultat de l’étude de données indirectes. Stefan Rahmstorf a déclaré : « Pour la première fois, nous avons combiné une série d’études antérieures et nous avons constaté qu’elles fournissent une image cohérente de l’évolution de l’AMOC au cours des 1600 dernières années. Les résultats de l’étude suggèrent qu’elle a été relativement stable jusqu’à la fin du XIXe siècle. Avec la fin de la petite période glaciaire, vers 1850, les courants océaniques ont commencé à décliner, un second déclin, plus drastique, ayant suivi depuis le milieu du XXe siècle ».

Déjà, le rapport spécial 2019 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) concluait avec une confiance moyenne que « la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC) s’est affaiblie par rapport à 1850-1900 ».

« La nouvelle étude fournit d’autres preuves indépendantes de cette conclusion et la place dans un contexte paléoclimatique à plus long terme ».

De la température aux changements de vitesse du flux : l’art de reconstruire les changements climatiques passés

Les relevés de l’AMOC n’ayant commencé qu’en 2004, les chercheurs ont appliqué une approche indirecte, en utilisant des données dites de substitution, pour en savoir plus sur la perspective à long terme de son déclin. Les données indirectes, en tant que témoins du passé, sont des informations recueillies à partir d’archives environnementales naturelles telles que les cernes des arbres, les carottes de glace, les sédiments océaniques et les coraux, ainsi que des données historiques, par exemple les journaux de bord des marins. Levke Caesar, membre de l’unité irlandaise d’analyse et de recherche sur le climat de l’université de Maynooth et scientifique invité au PIK, a expliqué : « Nous avons utilisé une combinaison de trois types de données différentes pour obtenir des informations sur les courants océaniques : les changements de température dans l’océan Atlantique, les propriétés de la masse d’eau souterraine et la taille des grains des sédiments des grands fonds datant de 100 à environ 1600 ans. Bien que les données individuelles de substitution soient imparfaites pour représenter l’évolution de l’AMOC, leur combinaison a révélé une image solide du renversement de la circulation ».

Comme les données proxy sont en général sujettes à des incertitudes, la statisticienne Niamh Cahill, de l’Université de Maynooth en Irlande, a testé la robustesse des résultats en tenant compte de celles-ci. Elle a constaté que dans 9 des 11 ensembles de données considérés, la faiblesse de l’AMOC actuelle est statistiquement significative. Elle a déclaré : « En supposant que les processus mesurés dans les enregistrements de substitution reflètent les changements dans l’AMOC, ils fournissent une image cohérente, malgré les différents lieux et échelles de temps représentés dans les données. L’AMOC s’est affaiblie de manière sans précédent en plus de 1000 ans ».

Pourquoi l’AMOC ralentit-elle ?

Le ralentissement de l’AMOC a longtemps été prédit par les modèles climatiques comme une réponse au réchauffement de la planète causé par les gaz à effet de serre - selon un certain nombre d’études, c’est probablement la raison de l’affaiblissement observé. Le renversement de l’Atlantique est dû à ce que les scientifiques appellent la convection profonde, déclenchée par les différences de densité de l’eau de l’océan : L’eau chaude et salée se déplace du sud vers le nord où elle se refroidit et devient donc plus dense. Lorsqu’elle est suffisamment lourde, l’eau s’enfonce dans les couches profondes de l’océan et retourne vers le sud. Le réchauffement climatique perturbe ce mécanisme : l’augmentation des précipitations et la fonte accrue de la calotte glaciaire du Groenland ajoutent de l’eau douce à la surface de l’océan.

Cela réduit la salinité et donc la densité de l’eau, ce qui empêche l’eau de s’enfoncer et donc affaiblit le flux de l’AMOC. Son affaiblissement a également été lié à un refroidissement substantiel unique de l’Atlantique Nord au cours des cent dernières années. Cette « zone froide » a été prédite par les modèles climatiques à la suite de l’affaiblissement de l’AMOC, qui transporte moins de chaleur dans cette région. Les conséquences du ralentissement de l’AMOC pourraient être multiples pour les populations vivant des deux côtés de l’Atlantique, comme l’explique Levke Caesar : « L’écoulement de surface de l’AMOC vers le nord entraîne une déviation des masses d’eau vers la droite, loin de la côte est des États-Unis. Ceci est dû à la rotation de la Terre qui dévie les objets en mouvement tels que les courants vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud. Lorsque le courant ralentit, cet effet s’affaiblit et davantage d’eau peut s’accumuler sur la côte est des États-Unis, ce qui entraîne une augmentation du niveau de la mer ».

En Europe, un nouveau ralentissement de l’AMOC pourrait entraîner des événements météorologiques plus extrêmes, comme un changement de trajectoire des tempêtes hivernales venant de l’Atlantique, ce qui pourrait les intensifier. D’autres études ont montré que les conséquences possibles étaient des vagues de chaleur extrêmes ou une diminution des précipitations estivales. La recherche actuelle vise à déterminer exactement quelles sont les autres conséquences. Les scientifiques cherchent également à déterminer quelles composantes et voies de l’AMOC ont changé, comment et pour quelles raisons. Stefan Rahmstorf conclut : « Si nous continuons à provoquer le réchauffement climatique, le système du Gulf Stream s’affaiblira encore plus - de 34 à 45 % d’ici 2100 selon la dernière génération de modèles climatiques. Cela pourrait nous amener dangereusement près du point de basculement où le débit devient instable ».

Fourni par : Potsdam Institute for Climate Impact Research (Note : le contenu et la longueur des documents peuvent être modifiés).

Traduit par Fetty Adler

Version en anglais : Gulf Stream System at its Weakest in Over a Millennium