Image satellite de la NASA de la polynie de Maud Rise. Des polynies peuvent se former dans la glace de mer au-dessus de l'océan lorsque l'eau chaude est amenée à la surface par les courants océaniques. Crédit : Observatoire de la Terre de la NASA
Des chercheurs ont découvert la pièce manquante du puzzle derrière une rare ouverture dans la glace de mer autour de l'Antarctique, survenue au cours des hivers 2016 et 2017. Elle révèle un processus clé qui avait échappé aux scientifiques quant à la façon dont l'ouverture, appelée polynie, a été créée. capable de se former et de persister plusieurs semaines. Les résultats ont été publiés le 1er mai dans la revue scientifique Avancées scientifiques.
La polynie qui a échappé aux chercheurs s'appelle « Maud Rise » et se forme parfois dans la mer de Weddell, en Antarctique, au-dessus du mont sous-marin du même nom. Pendant de nombreuses années, la polynie de Maud Rise ne s'est formée qu'occasionnellement et pour une durée limitée, mais en 2016 et 2017, la polynie est devenue aussi grande que la Suisse.
« Nous comprenons maintenant que la polynie a été causée par une interaction complexe entre la géographie unique du fond océanique et un vent inhabituellement fort qui a produit des courants océaniques inhabituellement forts transportant de la chaleur et de l'eau salée vers la surface. Mais cela a également nécessité la contribution d'un processus clé très spécifique », explique Fabien Roquet, professeur d'océanographie physique au Département des sciences marines de l'Université de Göteborg et l'un des chercheurs à l'origine de la découverte.
Travail de détective pour retrouver la pièce manquante
Les polynies sont des zones importantes qui contribuent à atténuer l’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique et soutiennent une activité biologique accrue dans les zones couvertes de glace marine. Ils se forment généralement dans les zones côtières lorsque de forts vents côtiers soufflent du continent et repoussent la glace, exposant ainsi l'eau de mer en dessous. Mais ils peuvent aussi parfois – comme au-dessus de Maud Rise – se former dans la glace de mer au dessus de l’océan, lorsque l’eau chaude est transportée vers la surface par les courants océaniques.
Les chercheurs savent désormais pourquoi la polynie de Maud Rise en Antarctique s'est développée en 2016 et 2017 pour devenir aussi grande que la Suisse alors qu'elle était à peine visible. L'image montre une image de données de la polynie de Maud Rise et de la concentration de la glace marine environnante. Crédit : Birte Gülk
« Cette remontée d’eau plus chaude explique comment la banquise pourrait fondre. Mais la fonte des glaces de mer entraîne un rafraîchissement des eaux de surface, ce qui devrait à son tour mettre un terme à cette remontée d'eau. Il faut donc qu’un autre processus se produise pour que la polynie persiste. Il doit y avoir un apport supplémentaire de sel quelque part », explique Aditya Narayanan, chercheur au Centre océanographique national (Royaume-Uni) et auteur principal de l'étude.
Un processus spécial a introduit le sel dans la région
Les chercheurs ont commencé leur travail de détective pour comprendre d’où provenait l’eau de mer salée supplémentaire. Ils ont utilisé des cartes de glace de mer obtenues par télédétection, des observations à partir de flotteurs autonomes et de mammifères marins marqués, ainsi qu'un modèle informatique de l'état de l'océan.
Ils ont découvert que lorsque le courant inhabituellement fort de la mer de Weddell circulait autour de Maud Rise, les tourbillons turbulents déplaçaient le sel au sommet du mont marin. À partir de là, un processus appelé « transport Ekman » a permis de déplacer le sel vers le flanc nord de Maud Rise, où la polynie s'est formée pour la première fois. Le « transport Ekman », du nom de l'océanographe suédois Vagn Walfrid Ekman, pionnier de l'étude de la manière dont les vents créent les courants océaniques, est un processus très spécifique qui implique que l'eau se déplace selon un angle de 90 degrés par rapport à la direction du vent qui souffle au-dessus, influençant ainsi l'océan. courants.
« Le transport Ekman était la pièce manquante essentielle du puzzle nécessaire pour augmenter l'équilibre du sel et maintenir le mélange du sel et de la chaleur vers les eaux de surface », explique Fabien Roquet.
Les polynies sont importantes pour le climat
Les effets d’une polynie peuvent persister dans l’océan pendant des années après leur formation. Ils peuvent modifier la façon dont l’eau se déplace et la manière dont les courants transportent la chaleur vers le continent. Les eaux denses qui se forment ici peuvent se propager à travers l’océan mondial.
« Certains des processus impliqués dans la formation de la polynie de Maud Rise, tels que la remontée d'eau profonde et salée, entraînent également une réduction générale de la glace de mer dans l'océan Austral », explique le professeur Sarah Gille, de l'Université de Californie San Diego, co-auteur de l'étude.
« C'était la première fois depuis les années 1970 que nous avions une polynie aussi grande et aussi longue durée dans la mer de Weddell », explique Aditya Narayanan.
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Les scientifiques expliquent enfin l’énorme trou dans la glace marine de l’Antarctique.
