L’océan, gardien du climat mondial

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L’énorme masse liquide qui constitue l’océan de notre planète n’est pas immobile. Grâce à des courants verticaux ascendants et descendants, et à des courants horizontaux en surface et au fond de l’océan, cette dernière parcourt l’ensemble des bassins qui l’accueillent en deux milliers d’années environ. Cette circulation dite « thermohaline » (circulation méridienne de retournement) est activée par des plongées d’eau dans l’Atlantique nord, provoquées par la convection verticale des eaux de surface riches en sels minéraux de la mer de Norvège, du Groenland et du Labrador, sous l’effet des vents froids de l’Arctique.

Dans l’océan Antarctique, ces plongées prennent naissance dans zone libres de glace ouvertes au sein de la banquise, par refroidissement des eaux de surface quand soufflent les vents froids venant de la calotte glaciaire du continent Antarctique.

La circulation thermohaline transporte donc la chaleur des eaux de surface, au contact de l’atmosphère et de l’énergie solaire, vers le fond des océans. Le système thermique de la planète Terre est à l’équilibre à l’échelle annuelle, ce qui signifie que le flux d’énergie solaire reçue à la surface de la planète et de son atmosphère est exactement équilibré par le flux d’énergie renvoyée par la planète et son atmosphère vers l’Espace. La température moyenne de la Terre et de l’océan global correspondant à cet équilibre stationnaire est de 15°C.

À noter, l’importance de l’effet de serre naturel. Les molécules de l’atmosphère qui comportent au moins trois atomes (H₂O, CO₂,CH₄) entrent en résonance avec le rayonnnement infrarouge émis par la Terre et limitent son renvoi dans l’Espace. Sans cet effet de serre naturel, la température d’équilibre de la surface de la planète serait de -18°C. Vue de l’espace, la Terre apparaîtrait alors comme une boule de glace.

Depuis le début de l’ère industrielle, le système est en déséquilibre. En effet, l’excès de chaleur engendré par l’augmentation des gaz à effet de serre rejetés par les activités humaines réchauffe la surface de la planète et les eaux superficielles de l’océan à l’échelle globale.

La température moyenne globale a augmenté de plus de 1°C par rapport au début de l’ère industrielle. L’augmentation de cette température est particulièrement nette au cours de la deuxième moitiée du XXème siècle et au début du XXIème siècle. Ainsi, de 1971 à 2010, la température des eaux de surface de l’Atlantique nord s’est accrue de 0,3°C.

L’absorption de l’excès de chaleur due aux activités humaines par l’océan est-elle importante ? La réponse est oui.

Environ 90% de cet excès de chaleur est capté par l’océan global (https://essd.copernicus.org/articles/12/2013/2020/). En raison de sa capacité élevée, l’eau est en effet un excellent conducteur thermique. À noter l’importance des océans polaires dans ce puits de chaleur et notamment de l’océan Austral qui en absorbent 70%. Depuis le début de l’ère industrielle, ils ont accumulé 80% de l’excès de chaleur piégé par les gaz à effet de serre (Laure Zanna « Global reconstruction of historical ocean heat storage and transport » PNAS 116, 2019).

Dans les conditions environnementales régnant à l’Holocène, l’océan est donc un excellent régulateur thermique du climat. S’il n’existait pas, l ‘accroissement de la température moyenne à la surface des continents serait beaucoup plus important.

L’évolution thermique actuelle de l’océan est inquiétante. L’année 2023 à été sans conteste la plus chaude jamais enregistrée depuis le début des observations. La moyenne des températures de surface a battu des records mensuels d’avril à décembre 2023, atteignant 21,1°C les 23 et 24 août.

En sus de ses impacts sur les continents, le réchauffement climatique n’est pas sans conséquence sur l’océan lui-même.

Le niveau marin a considérablement varié au cours des cycles climatiques. Au dernier maximum glaciaire, il y a 21 000 ans, la température moyenne sur la surface du globe était de 2 à 4° plus faible que la température moyenne actuelle. Le niveau de la mer se situait de 100 à 150 m plus bas qu’aujourd’hui : les Homo pouvaient marcher depuis la pointe du Finistère jusqu’aux îles de la mer d’Iroise.

Le réchauffement climatique se traduit par une augementation du niveau de la mer. Ceci est essentiellement du à trois facteurs :

Le suivi du niveau de la mer est l’un des indicateurs clés du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) dans les études relatives au changement climatique. À noter, le niveau de la mer à Brest a augmenté d’environ 30 à 35 cm depuis tois cents ans (https://refmar.shom.fr/fr/evolution-niveau-marin-brest). Le rythme annuel actuel d’augmentation est estimé à plus de 3,5 mm par an. Selon les prévisions du GIEC, l’élévation du niveau de la mer pourrait être de 1,30 m à la fin du siècle si le rythme d’émissions de gaz à effet de serre ne ralentit pas. Selon les études du GIEC, la déstabilisation d’ensembles glaciaires du Groenland et de l’Antarctique est en cours.