Première station hydrographique du projet OVIDE au large du Groenland, le 18 juin 2002 (Cette illustration fait la couverture de la revue Nature Geoscience).
© Ifremer / Ovide

L'océan est le principal réservoir qui modère l'accumulation du CO2 dans l'atmosphère, facteur principal du réchauffement climatique. La compréhension des mécanismes à l'origine du stockage du CO2 dans l'océan est donc essentielle pour mieux prévoir l'évolution du climat. La revue Nature Geoscience a publié les résultats des travaux menés par une équipe de chercheurs franco-espagnole (CNRS, Ifremer[1] et Instituto de Investigaciones Marinas, CSIC[2]). Ceux-ci ont mis en évidence le lien entre le ralentissement du "tapis roulant" océanique, qui transporte en surface les eaux chaudes vers les hautes latitudes et en profondeur les eaux froides vers le sud, et la réduction de l'absorption du carbone anthropique dans l'Atlantique nord entre 1997 et 2006.

Le tapis roulant océanique : le maillon manquant

Aujourd'hui, environ un quart du CO2 émis par l'homme est absorbé par l'océan, et l'Atlantique Nord constitue un des principaux réservoirs de CO2 anthropique. Le puits océanique de carbone s'explique par l'augmentation de la teneur en CO2 dans l'atmosphère (due aux activités humaines) qui favorise ainsi la dissolution du CO2 dans l'eau. De plus, le tapis roulant océanique contribue à enfouir le CO2 anthropique en profondeur dans l'Atlantique Nord.

L'absorption du CO2 atmosphérique a diminué rapidement entre 1990 et 2006 dans la zone subpolaire de l'Atlantique nord. De nombreux travaux l'ont déjà montré : des modèles numériques et des observations ont ainsi mis en évidence l'influence des forçages atmosphériques sur cette diminution.
Cette réduction a aussi coïncidé avec un ralentissement du "tapis roulant" océanique, appelé circulation atlantique méridienne par les scientifiques. L'équipe franco-espagnole de chercheurs s'est intéressée à ce facteur, et, grâce à des observations en mer, a pu prouver que le ralentissement du tapis roulant océanique réduit la capacité naturelle de l'Atlantique subpolaire à piéger le CO2 atmosphérique dans l'océan.

Le ralentissement du tapis roulant océanique observé au début des années 2000 fait partie d'une variabilité dont les cycles durent de une à plusieurs dizaines d'années. Cet élément peut être considéré comme le "maillon manquant" dans la compréhension du ralentissement du stockage du CO2 atmosphérique. Il faudra à l'avenir le prendre davantage en compte dans les modèles de prévisions du changement climatique.

Des données issues de campagnes en mer

Ces travaux ont été menés dans le cadre des programmes internationaux OVIDE[3], CATARINA[4] et CARBOCHANGE[5] qui ont permis la réalisation de campagnes transocéaniques répétées d'observation de l'océan. Celles-ci ont permis aux scientifiques de déterminer les changements de circulation et du transport du CO2, et ainsi d'évaluer le bilan de CO2 dans l'Atlantique nord à partir de son accumulation et de son transport par les courants.

Circulation schématique et taux d'accumulation moyen du CO2 anthropique dans l'Océan Atlantique Nord en molC par m2 et par an (couleur). Les flèches noires indiquent les courants de surface (GS : Gulf Stream ; NAC : Courant Nord Atlantique), grises les courants intermédiaires (LSW : Eau du Labrador) et blanches les courants profonds (DSOW et ISOW : eaux passant les seuils Groenland-Ecosse vers le sud). Les sections hydrographiques sont indiquées par des pointillés bleus.

Dans leur étude, les chercheurs ont décomposé l'Atlantique Nord en deux régions principales : subtropicale et subpolaire. Ils ont cherché à comprendre où le CO2, et en particulier le surplus anthropique (d'origine humaine), est absorbé.

Leurs principales conclusions pour la période 1997-2006 sont les suivantes :

• L'absorption du CO2 anthropique a eu lieu presque exclusivement dans le gyre[6] subtropical, mais il est transporté vers le gyre subpolaire par la circulation méridienne.
• Le ralentissement de la circulation méridienne est le principal responsable de la diminution du transport du CO2 anthropique du gyre subtropical vers le gyre subpolaire, ce qui contribue à limiter le stockage du CO2 anthropique dans les eaux profondes.
• La circulation méridienne apporte de l'eau non saturée en CO2 en provenance de l'Atlantique Sud. Son ralentissement contribue à augmenter la teneur de CO2 en surface dans l'Atlantique Nord et donc à limiter le transfert du CO2 de l'atmosphère vers l'océan.

Notes

1. Laboratoire de physique des océans (LPO/IUEM, Ifremer / CNRS / IRD / UBO).
2. CSIC : Consejo superior de investigaciones cientificas, agence d'état espagnole.
3. OVIDE : Observatoire de la variabilité interannuelle à décennale en Atlantique Nord, projet coordonné par le LPO, en collaboration avec des laboratoires de Paris, Vigo et Moscou.
4. CATARINA : Carbon transport and acidification rates in the North Atlantic, projet coordonné par le CSIC, en collaboration avec l'Université de Vigo et le LPO.
5. CARBOCHANGE : Changes in carbon uptake and emissions by oceans in a changing climate, programme européen regroupant 100 scientifiques de 15 pays.
6. gyre : boucle fermée de courant autour d'un bassin océanique.

Référence

Atlantic Ocean CO2 uptake reduced by weakening of the meridional overturning circulation, Fiz F. Pérez, Herlé Mercier, Marcos Vázquez Rodríguez, Pascale Lherminier, Anton Vélo, Paula C. Pardo, Gabriel Rosón and Aida F. Ríos, Nature Geoscience, online 13 Jan., 2013.

Auteur

IFREMER

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