Wquand on pense à Antarctique, on imagine un vaste paysage aux tons de blanc aveuglant, de glace et de neige s’étendant à perte de vue. Mais considérer réellement l’Antarctique, c’est considérer son eau.
L’océan Austral, qui entoure l’Antarctique, est l’endroit où l’océan expire. C’est le lieu principal où l’eau des océans profonds monte à la surface, se mêle à l’atmosphère dans une sorte d’étreinte, puis retombe dans les profondeurs. Au cours de cet échange, l’océan Austral consomme du carbone de l’atmosphère et libère une partie des vastes quantités de carbone stockées dans les profondeurs océaniques, les réserves naturelles de la Terre. le plus grand puits de carbone naturel. L’océan Austral contrôle donc les échanges mondiaux de carbone entre l’océan et l’atmosphère, ce qui est vital pour réguler les niveaux mondiaux de dioxyde de carbone. Mais le changement climatique pourrait modifier cette dynamique.
Nous avons parlé à Elisabeth L. Sikes, biogéochimiste marine et paléoocéanographe de l’Université Rutgers qui a reçu prix pour ses recherches sur l’Antarctique et l’océan Austral, sur les raisons pour lesquelles l’océan Austral est si vital pour la régulation du carbone et sur la manière dont le changement climatique mondial influence son rôle.
Comment l’océan Austral fonctionne-t-il comme puits de carbone ?
C’est à la fois une source et un puits. Le phytoplancton de la surface des océans absorbe le CO2, grâce à la photosynthèse. Et quand ils meurent, leurs corps coulent au fond de l’océan et quelqu’un d’autre les mange. Ensuite, ce carbone – qu’ils ont extrait de l’atmosphère, transformé en matière organique et coulé – est rejeté dans les profondeurs de l’océan sous forme de CO.2. Pour que le CO2 est séquestré dans les profondeurs de l’océan. Et ce processus s’appelle la pompe biologique.
C’est la première étape pour expliquer pourquoi l’océan peut séquestrer le CO2. La deuxième étape est en quelque sorte la raison pour laquelle il réapparaît.
Et comment ça se passe ?
L’océan a une circulation profonde qui est différente de la circulation de surface, qui est entraînée par le vent. Cette circulation profonde est appelée circulation thermohaline. Le principal endroit où se forment ces eaux profondes est l’Atlantique Nord.
Le Gulf Stream fournit de l’eau très chaude et salée à l’Atlantique Nord. Lorsque vous refroidissez de l’eau salée, qui est déjà dense à cause du sel, elle devient vraiment froid et vraiment dense. Et pour que les eaux profondes de l’Atlantique Nord se déplacent autour du fond de l’océan. Cette eau profonde est coupée du reste de l’océan, elle se déplace et cette pompe biologique y injecte de la matière organique, qui se transforme en CO.2. Alors maintenant, vous accumulez tout le CO2 dans les profondeurs de l’océan.
C’est une question de vent, et c’est une question de densité.
Alors, comment ce carbone retourne-t-il dans l’atmosphère ?
L’océan Austral est l’endroit où ces eaux profondes affleurent dans l’atmosphère. C’est une question de vent, et c’est une question de densité.
Cette accumulation de CO2 qui se produit à travers la pompe biologique, et cette circulation profonde sur le tapis roulant est libérée. Pas tout, mais une grande partie s’échange dans l’océan Austral, car les vents sont forts et l’eau affleure avec un CO2 charger.
Ces dynamiques dans l’océan Austral contrôlent en réalité la quantité de CO2 il y a dans l’atmosphère. La quantité qui en sort dépend de la productivité de l’océan Austral. Si la pompe biologique fonctionne dans l’océan Austral, elle y reste piégée. Et si la pompe biologique n’est pas très efficace dans l’océan Austral, ce qui n’est pas le cas, une partie peut en ressortir.
Qu’est-ce qui détermine la quantité coulée et la quantité rejetée ?
Cela dépend de cette interaction entre le vent et les vagues. Alors, quand les vents et cette remontée d’eau sont au point idéal, CO2 est libéré. Mais lorsque les vents ne sont pas bien alignés avec la provenance de cette eau, elle ne libérera pas beaucoup de carbone. Le carbone va retomber.
Il semble que beaucoup dépend de l’océan Austral. Quelle est sa stabilité ?
La prochaine chose importante à propos de l’océan Austral est donc que sa limite nord n’est pas un continent : sa limite nord est dirigée par les vents. Fondamentalement, nous avons cette bande de vents autour de l’hémisphère sud appelés vents du sud-ouest. Et la température de l’atmosphère détermine où ils se trouvent. Ainsi, quand il fait froid, cette bande sud-ouest se déplace vers le nord, puis les fronts se déplacent vers le nord et l’océan Austral s’étend. Et quand il fait chaud, cette chaleur pousse les vents vers le sud, plus près du continent Antarctique, et l’océan Austral se contracte. C’est très dynamique.
Si vous pensez simplement au fait que vous avez la même quantité d’énergie qui circule autour de l’océan Austral, et que vous la réduisez – même énergie, zone plus petite – le courant va augmenter. Certaines projections indiquent donc qu’à mesure que la planète se réchauffe et que les vents du sud-ouest se contractent, davantage de vents souffleront sur l’océan Austral, ce qui entraînera davantage de CO.2 hors de l’océan, dans l’atmosphère. Et cela créera une boucle de rétroaction positive, rendant le CO2 monter encore plus vite.
C’est un peu effrayant de voir à quel point tout cela est interconnecté.
Il y a une plaisanterie courante selon laquelle le fait d’être dans les sciences du climat et un océanographe, il n’y a tout simplement pas de bonnes nouvelles. Mais nous ne nous lançons pas dans ce métier parce que nous voulons de bonnes nouvelles. Nous voulons la vérité. 
Photo principale par Liz Greene
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