E10 Interactions cryosphère-océan

Topique

L'interaction entre la cryosphère et l'océan se produit simultanément dans les deux sens et est fondamentale pour le maintien de la circulation océanique mondiale.

Le processus le plus critique de cette interaction est la formation d'eau dense par rejet de sel lors de la congélation de l'eau de mer. En se formant, la glace de mer expulse le sel qu'elle contenait dans l'eau liquide située directement en dessous, et cette eau devient plus dense et plus salée que l'eau environnante. Cette eau dense et salée plonge vers les profondeurs océaniques par convection profonde, et c'est précisément cette plongée qui est à l'origine de la circulation thermohaline mondiale, incluant la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) et son équivalent dans les eaux entourant l'Antarctique. Lorsque la cryosphère perd de la glace de mer, ce processus de formation d'eau dense s'affaiblit, ce qui peut, à son tour, affaiblir la circulation thermohaline mondiale elle-même.

L'intrusion d'eaux circumpolaires chaudes et profondes sous les plateformes de glace antarctiques est le mécanisme océanique le plus actif de déstabilisation des glaciers reposant sur le fond marin. Ces eaux circumpolaires profondes arrivent à une température comprise entre un et trois degrés Celsius, bien supérieure au point de fusion de la glace à cette profondeur (environ -2 degrés Celsius). Elles provoquent la fonte de la base des plateformes de glace à un rythme de dix à cinquante mètres par an dans certaines zones du Pacifique antarctique. Cette fonte basale réduit l'effet de contrefort que ces plateformes exercent sur les glaciers affluents qui les alimentent, et cette réduction accélère le déversement de ces mêmes glaciers dans l'océan.

Dans la cavité formée entre la base d'une plateforme de glace et le fond marin, l'eau chaude initie une circulation thermique : elle pénètre par la base de la plateforme, fait fondre une partie de la glace, se refroidit et s'enrichit en eau douce, remonte le long de la base de la plateforme car sa densité est désormais inférieure à celle de l'eau environnante, et finit par sortir de la cavité à un niveau intermédiaire de l'océan. Cette même cellule de circulation transporte la chaleur océanique jusqu'à l'interface entre la glace et l'océan, et contrôle finalement la vitesse à laquelle fond la base de la plateforme de glace — par laquelle a débuté cette description de l'interaction cryosphère-océan.

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