L’océan devient plus stable – et ce n’est pas une bonne nouvelle
Une faille grandissante dans le métabolisme de l’océan perturbe ses courants naturels et affame les organismes essentiels.
À mesure que les températures mondiales augmentent, les océans du monde deviennent techniquement plus stables.
Lorsque les scientifiques parlent de stabilité des océans, ils font référence au degré de mélange des différentes couches de la mer entre elles. Une étude récente a révélé qu’au cours des cinq dernières décennies, la stabilité des océans a augmenté à un rythme six fois plus rapide que prévu.
La stabilité des océans est un important régulateur du climat mondial et de la productivité des écosystèmes marins. Elle contrôle la façon dont la chaleur, le carbone, les nutriments et les gaz dissous sont échangés entre les couches supérieures et inférieures de l’océan.
Comment les océans font circuler la chaleur
Il est utile d’imaginer que l’océan est divisé en deux couches, chacune ayant un niveau de stabilité différent. La couche mixte de surface occupe les 100 mètres supérieurs (environ) de l’océan et est le lieu où la chaleur, l’eau douce, le carbone et les gaz dissous sont échangés avec l’atmosphère. Les turbulences provoquées par le vent et les vagues à la surface de la mer mélangent toute cette eau. La couche la plus basse est appelée l’abysse, qui s’étend de quelques centaines de mètres de profondeur jusqu’au fond de la mer. Elle est froide et sombre, et de faibles courants font lentement circuler autour de la planète une eau qui reste isolée de la surface pendant des décennies, voire des siècles.
La séparation entre les abysses et la couche mixte de surface est appelée la pycnocline. On peut l’imaginer comme une couche de film alimentaire. Elle est invisible et flexible, mais elle empêche l’eau de la traverser. Lorsque le film est en lambeaux, ce qui se produit dans l’océan lors de turbulences, l’eau peut s’écouler dans les deux sens. Mais à mesure que les températures mondiales augmentent et que la couche superficielle de l’océan absorbe davantage de chaleur, la pycnocline devient plus stable. Le mélange de l’eau de surface avec les abysses est plus difficile.
Il existe un courant qui déplace l’eau chaude de l’équateur vers les pôles, où elle est refroidie et devient plus dense, ce qui la fait couler, pour revenir à l’équateur en profondeur. Au cours de ce voyage, la chaleur absorbée à la surface de l’océan est déplacée vers les abysses, contribuant ainsi à redistribuer la charge thermique de l’océan, accumulée dans une atmosphère qui se réchauffe rapidement en raison de nos émissions de gaz à effet de serre.
Si une pycnocline plus stable piège davantage de chaleur à la surface de l’océan, cela pourrait perturber l’efficacité avec laquelle l’océan absorbe l’excès de chaleur.
Sécheresse nutritive
Tout comme la surface de l’océan contient de la chaleur qui doit être mélangée vers le bas, les abysses contiennent un énorme réservoir de nutriments qui doivent être mélangés vers le haut.
Les éléments constitutifs de la plupart des écosystèmes marins sont le phytoplancton : des algues microscopiques qui absorbent de grandes quantités de CO₂ de l’atmosphère, tout en produisant la majeure partie de l’oxygène mondial par photosynthèse. Le phytoplancton ne peut se développer que s’il y a suffisamment de lumière et de nutriments. Au printemps, l’ensoleillement, les jours plus longs et les vents plus légers permettent à une pycnocline saisonnière de se former près de la surface. Tous les nutriments disponibles piégés au-dessus de cette pycnocline sont rapidement utilisés par le phytoplancton qui se développe dans ce qu’on appelle la floraison printanière.
Pour que le phytoplancton de la surface continue à se développer, les nutriments des abysses doivent traverser la pycnocline. Si le phytoplancton est privé de nutriments grâce à une pycnocline renforcée, il y a moins de nourriture pour la grande majorité de la vie océanique, à commencer par les animaux microscopiques qui mangent les algues, les petits poissons qui les mangent, jusqu’aux requins et aux baleines.
De même qu’un océan plus stable est moins efficace pour déplacer la chaleur vers les profondeurs et réguler le climat, il est également moins efficace pour maintenir les chaînes alimentaires dynamiques de la surface illuminée par le soleil, dont la société dépend pour se nourrir.
Faut-il s’inquiéter ?
La circulation océanique évolue constamment en fonction des variations naturelles et des changements induits par l’homme. La stabilité croissante n’est qu’une partie d’un puzzle extrêmement complexe que les océanographes s’efforcent de résoudre.
Nous savons cependant que l’activité humaine a un impact plus important que prévu sur les aspects fondamentaux des systèmes de notre planète. Et les conséquences risquent de ne pas nous plaire.
Phil Hosewood
Professeur associé en océanographie physique à l’université de Plymouth. Cet article a été publié dans The Conversation le 7 avril 2021 et est republié ici dans une version traduite et adaptée par notre rédaction.
