Une nouvelle étude a mis en lumière les voies très variables et sensibles au climat que les substances des rivières sibériennes utilisent pour voyager à travers l'océan Arctique. Les résultats suscitent de nouvelles préoccupations concernant l'augmentation de la propagation des polluants et les conséquences potentielles des écosystèmes polaires fragiles à mesure que le changement climatique accélère.
La recherche internationale, publiée dans Communications de la nature et dirigé par l'Université de Bristol, au Royaume-Uni, fournit l'image la plus claire de la façon dont le système de transport sous-jacent, connu sous le nom de dérive transpolaire, fonctionne. Il révèle également les divers facteurs contrôlant ce courant de surface arctique majeur, y compris les températures plus chaudes qui pourraient augmenter la propagation des polluants fabriqués par l'homme.
La dérive transpolaire transporte la glace de mer, l'eau douce et les matières suspendues des étagères sibériennes à travers le centre de l'Arctique vers le canal du détroit de Fram, qui se connecte aux mers nordiques.
Ce flux inter-arctique influence la livraison à la fois de substances naturelles, telles que les nutriments, les gaz, les composés organiques et les polluants fabriqués par l'homme, y compris les microplastiques et les métaux lourds – des systèmes fluviaux sibériens dans le centre de l'Arctique et l'Atlantique Nord. Ce matériau affecte la biogéochimie et les écosystèmes de l'Arctique, tandis que l'eau douce elle-même modifie la circulation océanique.
Comme l'océan Arctique est un environnement très modifiable, plutôt que de suivre un cours régulier, la matière provenant de la rivière prend des itinéraires variés et changeants de saison façonnés par les conditions de l'étagère changeantes et les courants océaniques, ainsi que la formation, la dérive et la fusion de la glace de mer. Il en résulte une redistribution rapide et répandue des matières naturelles et polluantes.
L'auteur principal, le Dr Georgi Laukert, Marie Curie Postdoctoral Fellow en Océanographie chimique à l'Université de Bristol, au Royaume-Uni et à Woods Hole Oceanographic Institution dans le Massachusetts, aux États-Unis, a déclaré: « Nous avons trouvé des changements prononcés dans la composition de l'eau de la rivière Sibérie le long de la dérive transpolaire, démontrant cette interaction hautement dynamique.
« Les changements saisonniers de la décharge de la rivière et de la circulation dynamique sur le plateau sibérien conduisent la variabilité de la surface de l'océan, tandis que les interactions entre la glace de mer et l'océan augmentent encore la redistribution de la matière rivière.
« Une autre découverte clé est le rôle de plus en plus central de la glace de mer formée le long de la dérive transpolaire – non seulement en tant que milieu de transport passif, mais en tant qu'agent actif pour façonner les modèles de dispersion. Cette glace de mer capture du matériel de plusieurs sources fluviales pendant la croissance, contrairement à la plupart
Pour décoder ces voies complexes, l'équipe de recherche internationale a analysé les échantillons d'eau de mer, de glace de mer et de neige en utilisant des isotopes d'oxygène et de néodymie, ainsi que des mesures d'éléments de terres rares pour produire des données de traceur géochimique. Cette empreinte digitale géochimique a permis aux chercheurs de suivre les origines de la matière provenant de la rivière et de suivre comment elle a évolué le long de son itinéraire à travers le centre de l'Arctique sur une période d'un an.
L'étude s'appuie sur des échantillons de la mosaïque, de l'expédition arctique la plus importante et parmi les efforts de recherche polaire les plus ambitieux, impliquant sept briseurs de glace et plus de 600 scientifiques mondiaux.
Le co-auteur, le Dr Dorothea Bauch, chercheur à l'Université Kiel en Allemagne, a déclaré: « Les résultats représentent des observations sans précédent toute l'année.
« Auparavant, nous n'avions que des données d'été, car il était trop lent et difficile de percer la glace en hiver. Cette preuve arctique interdisciplinaire soutenue offre des informations importantes et complètes, qui nous aident à mieux comprendre les systèmes océaniques très complexes et les implications futures possibles. »
Alors que la glace de mer d'été continue de se retirer en raison des températures plus chaudes, les modèles de circulation et de dérive changent.
Le co-auteur, le professeur Benjamin Rabe, chercheur scientifique de l'Institut Alfred Wegener et professeur honoraire à l'Université des sciences appliqués à Bremerhaven, en Allemagne, a déclaré: « Ces changements pourraient modifier considérablement la façon dont l'eau douce et la matière dérivée de la rivière se propagent à travers les cycles arctiques, avec des implications de grande envergure. »
La recherche remet également en question une perception de longue date de la dérive transpolaire en tant que convoyeur stable de l'eau de la rivière. Observé pour la première fois lors de l'expédition historique historique de l'explorateur norvégien Fridtjof dans les années 1890, ces dernières découvertes, découvertes plus de 130 ans plus tard, indiquent que la dérive transpolaire est très variable dans l'espace et le temps.
Le Dr Laukert a ajouté: « Bien que l'étude ne se concentre pas sur les composés individuels, il illumine les mécanismes de transport sous-jacents – une étape critique pour prédire comment le transport de la matière arctique évoluera dans un climat réchauffant. Si même ce courant emblématique est si dynamique, alors tout l'océan arctique peut être plus variable et vulnérable que nous ne le pensions. »
