L'océan autour de l'Antarctique devient rapidement plus salé en même temps que la glace de mer se retire à un rythme record. Depuis 2015, le continent gelé a perdu de la glace de mer similaire à la taille du Groenland. Cette glace n'est pas revenue, marquant le plus grand changement environnemental mondial au cours de la dernière décennie.
Cette constatation nous a pris au dépourvu – la diffusion de glace rend généralement l'océan plus frais. Mais de nouvelles données satellites montrent que le contraire se produit, et c'est un gros problème. L'eau plus salée à la surface de l'océan se comporte différemment de l'eau de mer plus fraîche en tirant la chaleur de l'océan profond et en rendant plus difficile la reproduction de la glace de mer.
La perte de glace de mer antarctique a des conséquences mondiales. Moins de glace de mer signifie moins d'habitat pour les pingouins et autres espèces vivant sur glace. Une plus grande partie de la chaleur stockée dans l'océan est libérée dans l'atmosphère lorsque la glace fond, augmentant le nombre et l'intensité des tempêtes et accélérer le réchauffement climatique. Cela apporte des vagues de chaleur sur terre et fond encore plus de la calotte glaciaire antarctique, ce qui augmente le niveau de la mer dans le monde.
Notre nouvelle étude a révélé que l'océan sud change, mais d'une manière différente de ce à quoi nous nous attendions. Nous avons peut-être passé un point de basculement et sommes entrés dans un nouvel État défini par le déclin persistant de la glace de mer, soutenu par une boucle de rétroaction nouvellement découverte.
Une découverte surprenante
La surveillance de l'océan sud n'est pas une petite tâche. C'est l'un des endroits les plus éloignés et les plus orageux de la Terre et est couvert dans l'obscurité pendant plusieurs mois par an. Grâce aux nouveaux satellites de l'Agence spatiale européenne et aux robots sous-marins qui restent en dessous de la surface de l'océan mesurant la température et la salinité, nous pouvons maintenant observer ce qui se passe en temps réel.
Notre équipe de l'Université de Southampton a travaillé avec des collègues du Barcelone Expert Center et de l'Agence spatiale européenne pour développer de nouveaux algorithmes pour suivre les conditions de surface de l'océan dans les régions polaires des satellites. En combinant des observations satellites avec des données de robots sous-marins, nous avons construit une image de 15 ans des changements de salinité des océans, de température et de glace de mer.
Ce que nous avons trouvé était étonnant. Vers 2015, la salinité de surface dans l'océan Austral a commencé à augmenter fortement – tout comme l'étendue de la glace de mer commençait à s'écraser. Ce renversement était complètement inattendu. Depuis des décennies, la surface devenait plus fraîche et plus froide, aidant à se développer la glace de mer.
Pour comprendre pourquoi cela compte, il est utile de considérer l'océan Austral comme une série de couches. Normalement, l'eau de surface froide et fraîche se trouve sur le dessus de l'eau plus chaude et plus salée profondément en dessous. Cette superposition (ou la stratification, comme l'appellent les scientifiques) emprisonne la chaleur dans les profondeurs de l'océan, gardant les eaux de surface fraîche et aidant la glace de mer à se former.
L'eau plus salée est plus dense et donc plus lourde. Ainsi, lorsque les eaux de surface deviennent plus salées, ils coulent plus facilement, remuant les couches de l'océan et permettant à la chaleur des profondeurs de monter. Ce flux de chaleur ascendante peut faire fondre la glace de mer d'en bas, même pendant l'hiver, ce qui rend la glace plus difficile à réformer. Cette circulation verticale établit également plus de sel de couches plus profondes, renforçant le cycle.
Une boucle de rétroaction puissante est créée: plus de salinité apporte plus de chaleur à la surface, ce qui fait fondre plus de glace, ce qui permet alors à plus de chaleur d'être absorbée du soleil. Mes collègues et moi avons vu ces processus de première main en 2016-2017 avec le retour de la Maud Rise Polynya, qui est un trou béant dans la glace de mer qui est près de quatre fois la taille du Pays de Galles et est apparu pour la dernière fois dans les années 1970.
Ce qui se passe en Antarctique ne reste pas là
Perdre la glace de mer antarctique est un problème planétaire. La glace de mer agit comme un miroir géant reflétant la lumière du soleil dans l'espace. Sans cela, plus d'énergie reste dans le système terrestre, accélérant le réchauffement climatique, intensifiant les tempêtes et entraînement l'élévation du niveau de la mer dans les villes côtières du monde.
La faune souffre également. Les pingouins empereur s'appuient sur la glace de mer pour se reproduire et élever leurs poussins. Minuscule krill – crustacés en forme de sraile qui forment les bases de la chaîne alimentaire antarctique comme nourriture pour les baleines et les phoques – avoir des algues qui poussent sous la glace. Sans cette glace, des écosystèmes entiers commencent à s'effilocher.
Ce qui se passe au fond du monde est ondulant vers l'extérieur, remodelant les systèmes météorologiques, les courants océaniques et la vie sur terre et mer.
L'Antarctique n'est plus le continent stable et gelé que nous pensons autrefois. Il change rapidement et, d'une manière que les modèles climatiques actuels ne prévoyaient. Jusqu'à récemment, ces modèles supposaient qu'un monde réchauffant augmenterait les précipitations et les eaux de surface rafraîchissantes et rafraîchissantes et contribuerait à maintenir la glace de mer antarctique relativement stable. Cette hypothèse ne tient plus.
Nos résultats montrent que la salinité des eaux de surface augmente, la structure en couches de l'océan se décompose et que la glace de mer diminue plus rapidement que prévu. Si nous ne mettons pas à jour nos modèles scientifiques, nous risquons d'être pris au dépourvu par des changements auxquels nous aurions pu nous préparer. En effet, le moteur ultime de l'augmentation de la salinité de 2015 reste incertain, soulignant la nécessité pour les scientifiques de réviser leur point de vue sur le système antarctique et de souligner l'urgence de nouvelles recherches.
Nous devons continuer à regarder, mais la surveillance des satellites et des océans en cours est menacée par des coupes de financement. Cette recherche nous offre un signal d'alerte précoce, un thermomètre planétaire et un outil stratégique pour suivre un climat changeant rapidement. Sans des données précises et continues, il sera impossible de s'adapter aux changements en magasin.
