L’océan Arctique a été envahi par son voisin plus tôt qu’on ne le pensait

le pole nord. Atlantique. Depuis des temps immémoriaux, les deux océans ont existé en harmonie, tandis que les eaux chaudes et salées de l’Atlantique s’écoulent doucement vers le pôle Nord. La nature stratifiée de l’Arctique – glace de mer au sommet, eau douce froide au milieu et eau chaude et salée au fond – a contribué à cimenter la frontière entre l’océan Arctique et l’Atlantique plus chaud.

Mais tout a changé lorsque le grand océan a commencé à couler plus vite que l’océan Arctique ne pouvait le supporter, affaiblissant la distinction entre les couches et transformant les eaux arctiques en quelque chose qui s’apparentait à l’Atlantique. Ce processus, appelé atlantification, explique en partie pourquoi l’Arctique se réchauffe plus rapidement que tout autre océan.

« Ce n’est pas une nouvelle invasion de l’Arctique », a déclaré Ewing Djern Lin, océanographe physique à l’Université de Bangor au Pays de Galles. « Ce qui est nouveau, c’est que les caractéristiques de l’Arctique changent. »

Les satellites fournissent certaines des mesures les plus claires des changements dans l’océan Arctique et la banquise. Mais leurs archives n’ont que près de 40 ans, obscurcissant la façon dont le climat de l’océan a changé au cours des décennies précédentes.

« Pour remonter le temps, nous avons besoin d’une sorte de machine à remonter le temps », a déclaré Tommaso Tessi, chercheur au CNR Polar Institute en Italie.

Dans un article publié mercredi dans le magazine progrès scientifiqueLe Dr Tessie et ses collègues ont pu remonter le temps à l’aide d’échantillons de sédiments d’un mètre de long prélevés au fond de la mer, qui ont préservé 800 ans de changements historiques dans les eaux arctiques. Leur analyse a révélé que l’atlantification avait commencé au début du 20e siècle – des décennies avant que le processus ne soit documenté par l’imagerie satellite. L’Arctique s’est réchauffé d’environ 2 degrés Celsius depuis 1900. Mais ce début de l’Atlante n’est pas apparu dans les modèles climatiques historiques actuels, un écart qui, selon les auteurs, pourrait révéler des lacunes dans ces estimations.

« C’est un peu inquiétant parce que nous nous appuyons sur ces modèles pour les prévisions climatiques futures », a déclaré le Dr Tessie.

Mohamed Ezzat, chercheur à l’Université arctique de Tromsø en Norvège, qui n’a pas participé à la recherche, a qualifié les résultats de « remarquables ».

« Des informations sur les changements passés à long terme dans l’hydrographie de l’océan Arctique sont nécessaires et se font attendre depuis longtemps », a écrit le Dr Ezzat dans un courriel.

En 2017, des chercheurs ont extrait une carotte de sédiments du fond marin de Kongsfjorden, un fjord glacé à l’extrémité est du détroit de Fram, une passerelle entre l’archipel norvégien du Svalbard et le Groenland, où se mélangent les eaux arctiques et atlantiques.

Les chercheurs ont tranché la pulpe à intervalles réguliers et séché ces couches. Puis vint le processus minutieux de criblage et d’échantillonnage des foraminifères – des organismes unicellulaires qui construisent des coquilles complexes autour d’eux en utilisant des minéraux dans l’océan.

Lorsque les foraminifères meurent, leurs coquilles dérivent vers le fond marin et s’accumulent dans des couches de sédiments. Ces créatures sont des indices importants dans les échantillons de sédiments. En identifiant les foraminifères présents dans l’échantillon et en analysant la chimie de leurs coquilles, les scientifiques peuvent déterminer les caractéristiques des océans passés.

L’idée originale de l’équipe était de reconstituer les conditions océanographiques de la zone contenant les eaux arctiques et atlantiques, il y a 1 000 à 2 000 ans. Mais dans des tranches de pulpe datant du début des années 1900, les chercheurs ont remarqué une augmentation massive et soudaine de la concentration de foraminifères qui préfèrent les environnements salés – un signe d’atlantoïsation, bien plus tôt que quiconque ne l’a documenté.

« C’était trop de surprises dans l’une des études », a déclaré Francesco Mochitello, océanographe à l’Université de Cambridge et auteur du document de recherche.

La quantité de sédiments était si élevée que les chercheurs ont pu reconstituer une chronologie du climat passé par incréments de cinq ou dix ans. De plus, un biomarqueur moléculaire peut identifier une année spécifique, 1916, lorsque l’extraction du charbon a commencé à Kongsfjorden. Parce que la métamorphose lourde s’est produite juste avant ce signe, les chercheurs estiment que l’atlantification a commencé vers 1907, plus ou moins.

Lorsque les chercheurs ont comparé les données de l’ancien modèle climatique avec d’autres pour voir si elles se chevauchaient, ils ont découvert que les modèles climatiques actuels n’avaient aucun signe de cette atlantification précoce. Les chercheurs suggèrent un certain nombre de raisons possibles derrière cette absence, comme la sous-estimation du rôle du mélange d’eau douce dans l’Arctique ou la sensibilité de la région au réchauffement.

Le Dr Lin, qui n’a pas participé à la recherche, voit une différence entre cet Atlantique précoce et l’Atlantique rapide actuel, qui est dû en grande partie à la fonte de la banquise arctique. « Il est encore trop tôt après la révolution industrielle pour que nous puissions accumuler un excès de chaleur dans le système planétaire pour qu’il soit anthropique à ce stade », a déclaré le Dr Lin.

Les auteurs ne sont pas sûrs des raisons exactes de l’Atlantification précoce. Si les influences humaines en sont la cause, « l’ensemble du système est plus sensible aux gaz à effet de serre qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré le Dr Mochitiello.

Dans une autre possibilité, le réchauffement naturel antérieur peut avoir rendu l’océan Arctique plus sensible à l’accélération de l’Atlantique au cours des dernières décennies. « Se pourrait-il que nous ayons déstabilisé un système qui était déjà en train de se transformer ? dit le Dr Tessie.

C’est le casse-tête fou de tout ancien modèle climatique. « Aucun de nous n’était là », a déclaré le Dr Lin en riant.

Bien que cela s’applique aux humains, cela ne s’applique pas aux coraux du détroit de Fram. Les animaux à longue durée de vie enregistrent les changements climatiques et d’autres facteurs, ce qui en fait d’excellents gardiens de l’histoire du climat. Le Dr Tessie espère étudier ensuite les coraux froids dans le détroit, pour voir les informations que cela pourrait fournir sur l’usurpation de l’Arctique par l’Atlantique.