E9 Interaction océan - cryosphère

Topique

L'interaction entre l'océan et la cryosphère se produit principalement dans les régions polaires, où la formation et la fonte de la banquise contrôlent la densité des eaux de surface et, par conséquent, la ventilation des profondeurs océaniques. C'est précisément cette capacité de la banquise à modifier la densité de l'eau sous-jacente qui fait des régions polaires l'un des rares endroits de la planète où la surface de l'océan communique directement avec ses couches les plus profondes.

Lorsque l'eau de mer gèle, les cristaux de glace qui se forment sont composés presque exclusivement d'eau, avec très peu de sel. De ce fait, tout le sel dissous dans cette eau est expulsé dans l'eau située juste sous la glace. Cette expulsion de sel entraîne une augmentation progressive de la salinité et de la densité des eaux polaires subsuperficielles, jusqu'à ce que ces eaux finissent par plonger et former les eaux les plus denses de tout l'océan : les eaux de fond de l'Antarctique dans le cas de l'Antarctique, et les eaux profondes de l'Atlantique Nord dans le cas de l'Atlantique Nord.

Les plateformes de glace flottantes de l'Antarctique interagissent avec l'océan par leur base, où l'eau circumpolaire profonde – une masse d'eau relativement chaude, à une température comprise entre un et deux degrés Celsius – s'infiltre dans les cavités situées sous la glace. C'est cette infiltration d'eau chaude qui provoque la fonte de la base des plateformes à un rythme de un à cent mètres par an, contribuant ainsi à l'apport d'eau douce à l'océan Austral et modifiant sa stratification. Cette fonte basale constitue également la principale menace pour la stabilité des plateformes de glace de l'Antarctique occidental et leur contribution future à l'élévation du niveau de la mer.

La boucle de rétroaction entre la banquise et la température de surface de la mer est une rétroaction positive centrale du système climatique polaire, et elle se referme sur elle-même : lorsque la banquise fond, la fraction du rayonnement solaire réfléchie par la surface chute de 70 à 90 % (réfléchie par la glace) à seulement 6 % (réfléchie par l'océan libre). La surface désormais exposée absorbe alors beaucoup plus de rayonnement solaire, se réchauffe et fait fondre encore plus de banquise, bouclant ainsi la boucle sur la même banquise qu'à son point de départ. Ce mécanisme est principalement responsable de l'amplification polaire du réchauffement climatique.

Ainsi, depuis l'expulsion du sel qui provoque la submersion de l'eau le long de la glace nouvellement formée jusqu'à la rétroaction qui accélère sa propre fonte, en passant par la fonte basale des plateformes de glace antarctiques, l'interaction entre l'océan et la cryosphère fait que la banquise détermine en définitive la formation de l'eau la plus dense de la planète et le rythme du réchauffement des régions polaires, contribuant ainsi à l'élévation du niveau de la mer.

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