Résoudre le mystère des polynies en Antarctique


Sommes-nous responsables de l’apparition du trou géant dans la glace de l’Antarctique ?

De tous les continents, l’Antarctique a été le dernier à être découvert. Avec 98 % de sa surface couverte de glace de 1,9 km d’épaisseur et des hivers rigoureux toute l’année, c’est l’endroit le moins habitable de la planète.

Et ça pourrait bien être l’utopie d’un chercheur.

L’Antarctique a été découvert en 1820 par l’expédition russe de Fabian Gottlieb von Bellingshausen et Mikhail Lazarev sur Vostok et Mirny. Mais ce n’est qu’en 1895 qu’il a été exploré pour la première fois.

Il se trouve presque entièrement sous le cercle antarctique.

Le continent a depuis accueilli environ 4000 scientifiques de nationalités diverses. Il s’agit d’un condominium régi par le Système du Traité sur l’Antarctique et qui est devenu un symbole de paix et de recherche scientifique.

Pourquoi la communauté scientifique s’intéresse-t-elle à l’Antarctique ?

Grâce à ce traité, l’Antarctique est resté largement préservé des activités humaines telles que les mines ou les essais d’armes. En même temps, il sert de baromètre du changement climatique.

Des chercheurs de divers domaines, allant de l’astronomie à l’environnement, mènent des recherches qu’il serait impossible de faire ailleurs. Les spécialistes de l’environnement s’intéressent particulièrement à ce continent polaire et peuvent étudier divers phénomènes tels que l’appauvrissement de la couche d’ozone et l’élévation du niveau de la mer.

En outre, le Traité sur l’Antarctique stipule expressément que la recherche scientifique et la coopération scientifique doivent être libres. Cela permet la coexistence pacifique de stations de recherche du monde entier.

Et parfois, il y a des moments où l’endroit offre des mystères et des énigmes qui motivent et interpellent les chercheurs. Un de ces mystères est l’apparition de trous géants dans la glace antarctique en 2016 et 2017.

Que sont les polynies ?

Habituellement, à la fin de l’hiver austral, les mers antarctiques gèlent pour créer près de 18 millions de kilomètres carrés de glace. C’est environ deux fois la taille des États-Unis.

En septembre 2017, les scientifiques ont observé des trous s’étendant sur des milliers de kilomètres carrés dans les images satellites de cette glace antarctique. La première apparition a eu lieu juste au-dessus de la montagne sous-marine Maud Rise.

Les trous de glace sont appelés polynies et se présentent naturellement sous forme de petits trous rectangulaires ou ovales dont la longueur est de l’ordre de 100 km. Elles sont causées par des vents forts et d’autres dynamiques océaniques.

La polynie Maud Rise faisait 9600 km² au moment de sa découverte, à la mi-septembre. Fin octobre, elle avait atteint 80 300 km² avant de fusionner avec la mer Antarctique au début de l’été.

C’est la première fois qu’un tel trou apparaît dans la glace antarctique depuis 1970.

Cet événement inhabituel et la taille énorme de l’anomalie ont piqué la curiosité de nombreux chercheurs qui ont proposé différentes théories pour expliquer l’anomalie. Mais jusqu’à présent, la raison est restée un mystère.

Source: NASA Earth Observatory/Flickr

Les cyclones polaires : une cause plausible ?

Dans une étude intitulée Polar Cyclones at the Origin of the Reoccurrence of the Maud Rise Polynya in Austral Winter 2017, les forces atmosphériques jouent un rôle majeur dans la formation des polynies en haute mer. Il s’agit de polynies présentes au milieu des banquises de l’Antarctique.

À l’aide d’images satellites et de données de réanalyse à haute résolution spatio-temporelle, les chercheurs ont découvert que les cyclones violents entraînent une forte divergence dans le champ de glace de mer, ouvrant la polynie.

Selon l’étude, de tels cyclones étaient inhabituels à ce moment de la saison. On pense que la cause de ces cyclones est le transport du flux de chaleur et de l’humidité vers l’Antarctique.

L’air chaud et humide provenant de la partie ouest de l’océan Atlantique Sud a considérablement accru le risque de passage d’un cyclone dans la région.

Cela n’est pas très différent des polynies côtières qui surviennent à cause des vents forts, par opposition aux facteurs thermodynamiques.

Le consensus actuel est que la montagne marine pousse l’eau chaude, dense et salée vers le haut jusqu’à la surface de l’océan. En présence d’une grosse tempête, elle se mélange à l’eau plus fraîche qui flotte sur la mer de Weddell, provoquant ce phénomène.

Un article paru dans Nature Magazine a également exploré une théorie similaire, attribuant l’ouverture des polynies aux anomalies climatiques de l’hémisphère sud. L’article suggère que “le préconditionnement des océans et les perturbations météorologiques sont responsables de l’apparition des polynies”.

Il met également l’accent sur l’origine de ces conditions dans le changement climatique.

Selon l’auteur de cet article, Ethan Campbell, ces polynies ne sont pas seulement causées par le changement climatique mais pourraient l’aggraver davantage. En effet, la fonte des glaces polaires libère dans l’atmosphère une quantité importante de dioxyde de carbone qui a été piégée dans la glace.

Non seulement la température de l’eau est affectée, mais la fréquence et l’intensité des cyclones sont également perturbées par le changement climatique. Par conséquent, les chances que de telles polynies géantes s’ouvrent augmentent considérablement.

Cette situation est préoccupante car elle perturbe la circulation océanique mondiale.

Sources de recherche

Cette recherche s’appuie sur les images satellitaires, mais elle est également façonnée à partir de données recueillies par des capteurs fixés à des phoques et à des robots flottants. Ces robots ont été déployés à l’origine par le Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling Project pour étudier les parties de l’Antarctique qui ne sont pas accessibles aux humains.

Par coïncidence, ils sont restés coincés à cet endroit, recueillant des informations importantes. Cette information est d’autant plus importante que les images révèlent simplement les trous mais ne donnent aucune idée de leur effet sur la colonne d’eau.

Les données enregistrées ont montré comment le mélange en profondeur des océans se produit dans les polynies. Le mélange en eaux profondes est le mélange d’eau chaude de la haute mer et d’eau gelée de la basse mer qui se déplace lentement.

Implications de l’étude sur les polynies

Il est maintenant largement admis que les cyclones peuvent déclencher la réapparition des polynies. Avec la hausse des températures, l’activité des cyclones polaires est susceptible de s’amplifier. En même temps, il devient de plus en plus difficile de recongeler ces trous en raison des changements climatiques, à mesure que les océans se réchauffent.

Certaines personnes imaginent l’Antarctique comme une étendue de glace morte, mais il y a toutes sortes de phénomènes qui se produisent spontanément. Ce sont des choses que nous ne savions pas ou que nous n’avions pas prévues auparavant.

Aussi intéressantes que soient ces activités, elles transmettent également un message d’avertissement à un monde qui se réveille à peine à la réalité du changement climatique.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche

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