Des modèles climatiques défectueux ? L’océan Arctique a commencé à se réchauffer des décennies plus tôt que prévu

Un groupe international de chercheurs a reconstitué l’histoire récente du réchauffement des océans aux portes de l’océan Arctique dans une région appelée le détroit de Fram, entre le Groenland et le Svalbard, et a découvert que l’océan Arctique se réchauffe depuis bien plus longtemps que ne l’avaient suggéré les enregistrements antérieurs. Crédit : Sara Giansiracusa

L’océan Arctique se réchauffe depuis le début du 20^e siècle – des décennies plus tôt que les archives ne le suggèrent – en raison de l’eau plus chaude qui s’écoule dans le délicat écosystème polaire en provenance de l’océan Atlantique.

Un groupe international de chercheurs a reconstitué l’histoire récente du réchauffement des océans aux portes de l’océan Arctique dans une région appelée le détroit de Fram, entre le Groenland et le Svalbard.

En utilisant les signatures chimiques trouvées dans les micro-organismes marins, les chercheurs ont découvert que l’océan Arctique a commencé à se réchauffer rapidement au début du siècle dernier alors que des eaux plus chaudes et plus salées affluaient de l’Atlantique – un phénomène appelé atlantification – et que ce changement a probablement précédé le réchauffement. documenté par des mesures instrumentales modernes. Depuis 1900, la température de l’océan a augmenté d’environ 2 degrés Celsius, tandis que la banquise a reculé et que la salinité a augmenté.

Les résultats, publiés dans la revue Avancées scientifiques, fournissent la première perspective historique sur l’atlantification de l’océan Arctique et révèlent une connexion avec l’Atlantique Nord qui est beaucoup plus forte qu’on ne le pensait auparavant. La connexion est capable de façonner la variabilité du climat arctique, ce qui pourrait avoir des implications importantes pour le recul de la glace de mer et l’élévation du niveau de la mer à mesure que les calottes glaciaires polaires continuent de fondre.

En utilisant les signatures chimiques trouvées dans les micro-organismes marins, les chercheurs ont découvert que l’océan Arctique a commencé à se réchauffer rapidement au début du siècle dernier alors que des eaux plus chaudes et plus salées affluaient de l’Atlantique – un phénomène appelé atlantification. Crédit : Sara Giansiracusa

Tous les océans du monde se réchauffent en raison du changement climatique, mais l’océan Arctique, le plus petit et le moins profond des océans du monde, se réchauffe le plus rapidement.

“Le taux de réchauffement dans l’Arctique est plus du double de la moyenne mondiale, en raison de mécanismes de rétroaction”, a déclaré le co-auteur principal, le Dr Francesco Muschitiello du département de géographie de Cambridge. « Sur la base des mesures satellitaires, nous savons que l’océan Arctique s’est régulièrement réchauffé, en particulier au cours des 20 dernières années, mais nous voulions placer le réchauffement récent dans un contexte plus long. »

L’atlantification est l’une des causes du réchauffement de l’Arctique, mais les enregistrements instrumentaux capables de surveiller ce processus, comme les satellites, ne remontent qu’à environ 40 ans.

À mesure que l’océan Arctique se réchauffe, la glace de la région polaire fond, ce qui à son tour affecte le niveau mondial de la mer. À mesure que la glace fond, elle expose une plus grande partie de la surface de l’océan au soleil, libérant de la chaleur et augmentant la température de l’air. Alors que l’Arctique continue de se réchauffer, il fera fondre le pergélisol, qui stocke d’énormes quantités de méthane, un gaz à effet de serre beaucoup plus nocif que le dioxyde de carbone.

Les chercheurs ont utilisé les données géochimiques et écologiques des sédiments océaniques pour reconstituer l’évolution des propriétés de la colonne d’eau au cours des 800 dernières années. Ils ont daté avec précision les sédiments en utilisant une combinaison de méthodes et ont recherché des signes diagnostiques d’atlantification, comme un changement de température et de salinité.

“Lorsque nous avons examiné l’ensemble de l’échelle de temps de 800 ans, nos enregistrements de température et de salinité semblent assez constants”, a déclaré le co-auteur principal, le Dr Tesi Tommaso de l’Institut des sciences polaires du Conseil national de recherches de Bologne. « Mais tout d’un coup au début du 20^e siècle, vous obtenez ce changement marqué de température et de salinité – cela ressort vraiment. »

“La raison de cette atlantification rapide à la porte de l’océan Arctique est intrigante”, a déclaré Muschitiello. «Nous avons comparé nos résultats avec la circulation océanique à des latitudes plus basses et avons constaté qu’il existe une forte corrélation avec le ralentissement de la formation d’eau dense dans la mer du Labrador. Dans un scénario de réchauffement futur, la circulation profonde dans cette région subpolaire devrait encore diminuer en raison du dégel de la calotte glaciaire du Groenland. Nos résultats impliquent que nous pourrions nous attendre à une nouvelle atlantification de l’Arctique à l’avenir en raison du changement climatique. »

Les chercheurs disent que leurs résultats exposent également une faille possible dans les modèles climatiques, car ils ne reproduisent pas cette atlantification précoce du début du siècle dernier.

“Les simulations climatiques ne reproduisent généralement pas ce type de réchauffement dans l’océan Arctique, ce qui signifie qu’il y a une compréhension incomplète des mécanismes à l’origine de l’atlantification”, a déclaré Tommaso. “Nous nous appuyons sur ces simulations pour projeter le changement climatique futur, mais l’absence de tout signe d’un réchauffement précoce de l’océan Arctique est une pièce manquante du puzzle.”

Référence : “Atlantification rapide le long du détroit de Fram au début du 20e siècle” par Tommaso Tesi, Francesco Muschitiello, Gesine Mollenhauer, Stefano Miserocchi, Leonardo Langone, Chiara Ceccarelli, Giuliana Panieri, Jacopo Chiggiato, Alessio Nogarotto, Jens Hefter, Gsoianmarco Ingross , Federico Giglio, Patrizia Giordano et Lucilla Capotondi, le 24 novembre 2021, Avancées scientifiques.
DOI : 10.1126/sciadv.abj2946

Francesco Muschitiello est membre du Sidney Sussex College, Cambridge.