Océans et climat: Argo plonge dans les grands fonds

Le 31 octobre 2019 par Romain Loury
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La circulation thermohaline (bleue: en profondeur; rouge: en surface)
La circulation thermohaline (bleue: en profondeur; rouge: en surface)

Mieux connaître les océans profonds, mieux comprendre le climat mondial: telle est l’une des ambitions du programme Argo, qui prévoit un balisage complet des océans d’ici cinq ans, y compris dans leurs profondeurs. Parmi les partenaires, l’Ifremer dispose déjà de 21 flotteurs plongeant jusqu’à 4.000 mètres.

Depuis son lancement en 2000, le programme international Argo, premier réseau d’observation in situ des océans, a mis à l’eau près de 4.000 flotteurs, informant la communauté scientifique sur les conditions physicochimiques de l’océan. Nouvel horizon, les océans profonds: bien peu connus, ils jouent un rôle primordial dans la régulation climatique.

Partenaire du réseau Argo, l’Ifremer prévoit ainsi d’installer en 2020 16 nouveaux flotteurs profonds, les Deep Arvor, allant jusqu’à 4.000 mètres de profondeur. Le point avec Virginie Thierry, chercheure au Laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS) de Brest[i].

Quels sont les effets du climat, et du réchauffement en cours, sur les océans?

L’excès de chaleur lié au changement climatique est stocké à 90% dans les océans: depuis 1950, on estime que la colonne d’eau entre 0 et 2.000 mètres de profondeur s’est réchauffée de 0,8°C. De plus, l’océan stocke une grande partie, environ 30%, du CO2 lié aux activités humaines. L’océan est donc un modérateur du changement climatique, mais il en subit aussi les conséquences: la hausse de température perturbe les écosystèmes, tandis que l’excès de CO2 entraîne une acidification. De plus, le réchauffement va diminuer la teneur d’oxygène dans les océans.

Pour réguler le climat, les océans disposent d’une circulation en profondeur, dite thermohaline. Comment fonctionne-t-elle?

Il s’agit d’une grande boucle de circulation à l’échelle du globe. Il y a d’abord une circulation de surface vers l’Atlantique Nord, avec une remontée des eaux chaudes tropicales en direction du nord: c’est le Gulf Stream, puis la dérive nord-atlantique, qui expliquent le climat relativement tempéré de l’Europe, à nos latitudes. Une fois dans l’Atlantique Nord, ces masses d’eau se refroidissent, deviennent plus lourdes, et plongent en profondeur: elles vont alors circuler dans l’Atlantique en direction du sud, puis vers l’océan Austral, avant de remonter pour réalimenter la circulation de surface. L’océan, comme l’atmosphère, permet ainsi de réguler la température à l’échelle du globe, apportant de la chaleur vers le nord, du froid vers les zones tropicales.

Quels peuvent être les effets du réchauffement sur la circulation thermohaline?

Elle pourrait être ralentie, avec une modification au niveau des zones de plongée. On s’attend donc à ce que cette plongée des masses d’eau faiblisse, et que l’océan capte donc moins de chaleur et de CO2, empêchant ainsi la régulation climatique.

L’Ifremer, auquel vous êtes affiliée, dispose actuellement de 21 balises Deep-Arvor dans les eaux profondes de l’Atlantique Nord, de l’Atlantique équatorial et de l’océan Austral, et s’apprête à en mettre à l’eau 16 autres en 2020 dans l’Atlantique Nord. De quoi s’agit-il exactement?

Elles participent au programme international Argo, lancé en 2000. A l’époque, il s’agissait d’installer 3.000 flotteurs à une profondeur située entre 0 et 2.000 mètres. Avec le développement technologique, il est devenu possible d’étendre la capacité de ce réseau, avec des flotteurs qui descendent jusqu’à 4.000 mètres, voire à 6.000 mètres. Sur près de 4.000 flotteurs Argo qui existent actuellement, 96 plongent au-delà de 2.000 mètres, dont les Deep-Arvor.

Ceux-ci permettent non seulement de mesurer la température et la salinité, comme d’autres flotteurs Argo, mais aussi la teneur en oxygène. C’est important d’un point de vue biologique, mais aussi physique: comme l’oxygène se raréfie lorsque la couche d’eau s’éloigne de la surface, il constitue un traceur, qui permet de déterminer des chemins de propagation de ces masses d’eau.

Une fois mis à l’eau, les flotteurs Deep Arvor plongent jusqu’à une profondeur d’environ 2.750 mètres, dérivent pendant une dizaine de jours, puis plongent de nouveau jusqu’à 4.000 mètres. Au bout de 10 jours, ils remontent à la surface, et transmettent leurs données par satellite, avant de replonger.

Le réseau Argo prévoit de disposer, d’ici 5 ans, de 1.200 flotteurs profonds dans l’océan. Que faut-il en attendre en termes de connaissances?

Cela nous permettra de boucler le bilan, de comprendre au mieux où va l’excès de chaleur lié au réchauffement. Avec l’ensemble des flotteurs situés entre 0 et 2.000 mètres, nous couvrons actuellement 50% du volume des océans; avec ces 1.200 flotteurs profonds, la couverture sera de 100%. Cela nous permettra de mieux connaître la circulation profonde, sur laquelle nous avons encore très peu de données. Il y a 40 ans, les scientifiques pensaient encore qu’il n’y avait aucun mouvement dans les océans profonds… on s’aperçoit depuis à quel point c’est bien plus complexe!



[i] Université de Bretagne Occidentale, Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Institut de recherche pour le développement (IRD), Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer (Ifremer).