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L'AMOC et le Gulf Stream
Définitions L'AMOC L'AMOC, acronyme d'Atlantic Meridional Overturning Circulation ou circulation océanique méridienne de retournement Atlantique, fait partie de la circulation thermohaline globale, également appelée le "tapis roulant" (conveyor belt). Ce système relie tous les océans principaux (Atlantique, Pacifique, Indien et Austral) à travers des échanges complexes d'eau de surface et d'eau profonde, formant un circuit fermé mais dont les interfaces (fond océanique-mer et surface de la mer-atmosphère) intergissent avec les autres milieux. Ainsi, l'évolution de l'AMOC dépend de variables géophysiques comme la salinité de l'eau et des conditions atmosphériques comme la température moyenne du globe liée à la concentration des gaz à effet de serre. On y reviendra. Pourquoi parle-t-on souvent de l'AMOC en lien avec l'Atlantique Nord ? C'est parce que l'Atlantique Nord est le moteur principal de l'AMOC. C'est en effet dans cette partie de l'océan Atlantique que l'eau dense plonge pour former les eaux profondes, initiant la circulation océanique thermohaline. Comme illustré ci-dessous, dans l'océan Atlantique, l'eau chaude et salée est transportée vers le nord par des courants de surface (comme le Gulf Stream et le courant de l'Atlantique Nord). Dans l'Atlantique Nord (près du Groenland, de la mer du Labrador et de la mer de Norvège), l'eau refroidit, devient dense et plonge pour former les eaux profondes de l'Atlantique Nord (NADW ou North Atlantic Deep Water). Plus bas en latitude, les eaux profondes formées dans l'Atlantique Nord s'écoulent vers le sud, passant par l'Atlantique Sud, et rejoignent l'océan Austral où les eaux profondes de l'Atlantique remontent en partie à la surface, mélangées par les vents violents dominants dans cette région. Ces eaux sont ensuite redistribuées dans les océans Indien et Pacifique où les eaux froides et profondes qui remontent dans ces bassins océaniques participent à des courants de surface plus lents, ramenant de l'eau froide vers les Tropiques, où elle est réchauffée. Cette eau chaude finit par retourner dans l'Atlantique, bouclant ainsi le circuit ou cycle mondial.
Aux latitudes les plus septentrionales, proches des pôles, cette circulation permet aux eaux de surface de se transformer en courants océaniques profonds en direction du sud. Ce lien entre la circulation thermohaline et le transport de chaleur global assure un équilibre thermodynamique. En tant que telle, la circulation thermohaline est essentielle pour maintenir le climat relativement doux dans la région de l'Atlantique Nord. Le temps qu'il faut pour transporter les eaux de surface chaudes vers le nord et que les eaux profondes froides retournent vers le sud est estimé à environ 1000 ans, ce qui correspond à un cycle complet de l'AMOC. Ce système peut se maintenir sur des échelles de temps encore plus longues, sauf en cas de perturbations majeures dues à des changements climatiques ou à des variations de salinité. C'est la raison pour laquelle, le réchauffement du climat qui s'accompagne de la fonte des glaces d'eau douce par exemple est susceptible d'interrompre ce tapis roulant, notamment le courant du Gulf Stream durant plus de 1000 ans, le temps que l'eau douce se dilue dans l'eau de mer et que les courants verticaux redémarrent, réenclenchant le tapis roulant pour un nouveau cycle, du moins en théorie. On y reviendra.
Le Gulf Stream Une des composantes de l'AMOC est le courant du Gulf Stream. Il s'agit d'un courant de surface qui transporte de l'eau tropicale chaude. Il se situe principalement dans les 800 à 1200 mètres supérieurs de l'océan, qu'on appelle la zone de surface. Il est généré par des vents dominants (comme les alizés et les vents d'ouest) et la rotation de la Terre (force de Coriolis). Le Gulf Stream prend naissance dans le Golfe du Mexique, où il est alimenté par la confluence du Courant de Floride et du Courant des Antilles. Il coule ensuite le long de la côte sud-est de l'Amérique du Nord en passant au large du Cap Hatteras, en Caroline du Nord, pour se diriger vers le nord-est en traversant l'Atlantique Nord. En s'éloigant des côtes, il forme la dérive nord-atlantique, qui transporte de l'eau chaude vers l'Europe occidentale. Sous les Tropiques et près des côtes de Floride, sa température varie entre 24 et 28°C contre 10 à 15°C au centre et au nord-est de l'Atlantique Nord pour tomber à environ 5°C près de l'Europe. Le Gulf Stream est un courant rapide avec une vitesse moyenne d'environ 2 mètres par seconde dans sa portion la plus intense. Son débit atteint environ 18 Sverdrups (18 Sv ou millions de mètres cubes par seconde) soit plus de dix fois le débit de tous les fleuves du monde ! Le Gulf Stream joue un rôle crucial dans le transport de la chaleur tropicale vers les régions tempérées. Il adoucit le climat de l'Europe de l'Ouest, en particulier celui des îles Britanniques et des côtes norvégiennes. Il représente de loin la part la plus importante de la redistribution de la chaleur des Tropiques vers les régions les plus septentrionales de la région Atlantique, notamment vers l'Europe occidentale. Détection d'une anomalie dans le Gulf Stream Depuis les années 1980, les chercheurs observent une baisse anormale et persistante de la température de la surface de la mer dans l'Atlantique Nord et confirment que la circulation Nord Atlantique est en train de décliner. Cette observation est corrélée avec l'affaiblissement du Gulf Stream. On peut également voir la signature de la température de l'AMOC sur la tendance à long terme des températures dans le monde. Bien que la plupart des régions se réchauffent lentement, l'Atlantique Nord reste une région qui défie tout réchauffement et se refroidit plus lentement. Par rapport à la zone du Gulf Stream qui se réchauffe, c'est une indication directe de l'affaiblissement de la circulation océanique.
Le réchauffement du climat pourrait également entraîner un arrêt quasi instantané du courant du Gulf Stream au large des côtes européennes, ce courant océanique chaud de surface qui assure un climat tempéré en Europe du Nord. Selon Wallace S. Broecke de l'Université de Columbia, le "tapis-roulant" du Gulf Stream est généré non seulement par les différences de température de l'eau en surface et dans les profondeurs mais également par sa salinité. Selon des simulations récentes, un changement de salinité de 1% suite à la fonte de la glace d'eau douce du pôle Sud ou des glaces d'un fleuve comme le Saint Laurent pourrait interrompre le tapis-roulant du Gulf Stream. Son eau chaude ne passerait plus au large de l'Europe, nous privant d'une énergie équivalente à... un million de centrales électriques ! Son activité nous concernant au premier chef, voyons les conséquences de ce phénomène en détail. Dans le film "Le jour d'après" (The Day After Tomorrow) de Roland Emmerich sorti en 2004, le monde découvre avec stupeur que le réchauffement du climat a entraîné l'arrêt du Gulf Stream, transformant la moitié de l'hémisphère nord en une calotte polaire. Et bien, il est possible que ce scénario catastrophe devienne un jour une réalité. Non pas dans un futur lointain mais peut-être dans moins d'un siècle. Telle est la mauvaise nouvelle que nous prédisent les scientifiques. Selon une étude publiée en 2021 et résumée sur le site Severe Weather Europe en 2024 par l'expert Andrej Flis, des chercheurs ont constaté une anomalie océanique inhabituelle dans le Gulf Stream qui n'avait jamais été observée depuis au moins 150 ans. Ce phénomène qui s'est accentué depuis les années 1980 pourrait avoir une importance cruciale dans les prochaines années et décennies sur les conditions météorologiques aux États-Unis et en Europe. Prédiction de l'arrêt de l'AMOC Dans un article publié dans la revue "Nature Communications" en 2023 (en PDF sur arXiv), Peter Ditlevsen de l'Institut Niels Bohr et Susanne Ditlevsen du Département des sciences mathématiques (UCPH), tout deux de l'Université de Copenhague prédisent que le système de courants océaniques qui distribue actuellement le froid et la chaleur entre la région de l'Atlantique Nord et les Tropiques s'arrêtera complètement si nous continuons à émettre des gaz à effet de serre au rythme actuel.
À l'aide d'outils statistiques avancés et de données sur la température des océans des 150 dernières années, les auteurs ont calculé que la circulation thermohaline ou AMOC s'effondrera - avec une certitude de 95% - entre 2025 et 2095. Ils prédisent que cela se produira très probablement en 2057, et pourrait entraîner des défis majeurs, en particulier un réchauffement sous les Tropiques et une augmentation des tempêtes dans la région de l'Atlantique Nord. Selon Peter Ditlevsen, "La fermeture de l'AMOC peut avoir des conséquences très graves sur le climat de la Terre, par exemple en modifiant la répartition de la chaleur et des précipitations à l'échelle mondiale. Alors qu'un refroidissement de l'Europe peut sembler moins sévère car le globe dans son ensemble se réchauffe et les vagues de chaleur se produisent plus fréquemment , cet arrêt contribuera à un réchauffement accru des Tropiques, où la hausse des températures a déjà donné lieu à des conditions de vie difficiles. Notre résultat souligne l'importance de réduire au plus vite les émissions mondiales de gaz à effet de serre." Les calculs contredisent le rapport du GIEC (IPCC) publié en 2022 qui, basé sur des modèles climatiques, considère qu'un changement brutal de la circulation thermohaline est très improbable au cours du XXIe siècle. La prédiction des auteurs est basée sur des observations de signaux d'alerte précoce que les courants océaniques présentent lorsqu'ils deviennent instables. Ces signaux d'alerte précoce pour la circulation thermohaline ont été signalés précédemment, mais ce n'est que vers 2020 que le développement de méthodes statistiques avancées a permis de prédire exactement quand un effondrement se produira. Les auteurs ont analysé les températures de surface de la mer dans une zone spécifique de l'Atlantique Nord de 1870 à nos jours. Ces températures de surface de la mer sont des "empreintes digitales" témoignant de la force de l'AMOC, qui n'est mesurée directement que depuis 2008. Selon Susanne Ditlevsen, "En utilisant de nouveaux outils statistiques améliorés, nous avons effectué des calculs qui fournissent une estimation plus robuste du moment où un effondrement de la circulation thermohaline est le plus susceptible de se produire, ce que nous n'avions pas pu faire auparavant." Rappelons que l'AMOC a fonctionné dans son régime actuel depuis la dernière période glaciaire, où la circulation s'est en effet effondrée. Des sauts climatiques brusques entre l'état actuel de l'AMOC et l'état effondré ont été observés 25 fois en relation avec le climat de la période glaciaire. Ce sont les célèbres évènements Dansgaard-Oeschger observés pour la première fois dans les carottes de glace de la calotte glaciaire groenlandaise. Lors de ces évènements, les changements climatiques furent extrêmes avec des changements de 10 à 15° sur une décennie, alors que le changement climatique actuel se réchauffe de 1.5° sur un siècle. Un signal d'alerte précoce Dans une étude publiée dans la revue "Science Advances" en 2024, l'équipe de René M. van Westen de l'Institute for Marine and Atmospheric Research de l'Université d'Utrecht a étudié les processus de basculement de l'AMOC qui jusqu'à présent n'avaient pas été étudiés. Les auteurs ont utilisé un superordinateur pour exécuter des modèles climatiques complexes sur une période de trois mois, simulant une augmentation progressive de l'eau douce dans l'AMOC – représentant la fonte des glaces ainsi que les précipitations et le ruissellement des rivières, qui peuvent diluer la salinité de l'océan et affaiblir les courants. A mesure qu'ils augmentaient lentement la quantité d'eau douce dans le modèle, ils ont vu l'AMOC s'affaiblir progressivement jusqu'à ce qu'il s'effondre brusquement. C'est la première fois qu'un effondrement est détectable à l'aide de ces modèles complexes. Selon les auteurs, cela représente "une mauvaise nouvelle pour le système climatique et l'humanité." Au terme de leur étude, les auteurs sont parvenus à développer un signal d'alerte précoce observable : le minimum du transport d'eau douce induit par l'AMOC à la limite sud de l'Atlantique. Selon van Westen, "Les produits de réanalyse indiquent que l'AMOC actuel est en passe de basculer. Le signal d'alerte précoce est une alternative utile aux signaux statistiques classiques qui, lorsqu'ils sont appliqués à un évènement de basculement, s'avèrent sensibles à l’intervalle de temps analysé avant le basculement."
Mais les auteurs ne donnent aucune prévision et aucun délai pour un effondrement potentiel de l'AMOC. Et pour cause, car leur modèle n'est pas suffisamment réaliste. Les auteurs vont donc poursuivre leurs recherches, y compris développer des modèles qui imitent également les impacts du changement climatique, tels que les niveaux croissants de pollution due au réchauffement de la planète, ce qui n'a pas été inclu dans cette étude. Mais d'autres facteurs que ne citent pas les auteurs doivent aussi être pris en compte comme l'activité du Soleil et l'activité volcanique. Ce n'est qu'en tenant compte du plus grand nombre possible de variables qu'ils pourront établir des prévisions plus réalistes et fiables. Comme leurs confrères, van Westen et ses collègues confirment que les conséquences de l'effondrement de l'AMOC pourraient être catastrophiques. Certaines régions d'Europe pourraient voir les températures chuter jusqu'à 30° en un siècle, conduisant à un climat complètement différent en seulement une décennie ou deux. Les pays de l’hémisphère sud, en revanche, pourraient connaître une accélération du réchauffement, tandis que les saisons humides et sèches de l'Amazonie pourraient s'inverser, provoquant de graves perturbations de l’écosystème. L'effondrement de l’AMOC pourrait également entraîner une hausse du niveau de la mer d’environ 1 mètre. Selon van Westen, "Aucune mesure d'adaptation réaliste ne peut faire face à des changements de température aussi rapides." L'océanographe Stefan Rahmstorf de l'Université de Potsdam en Allemagne, qui n'a pas participé à cette étude, déclara qu'il s'agissait d'une "avancée majeure dans la science de la stabilité de l'AMOC. Cela confirme que l'AMOC a un point de bascule au-delà duquel il s'effondre si l'océan Atlantique Nord est dilué avec de l'eau douce." Il rappelle que des études antérieures révélant le point de bascule de l'AMOC utilisaient des modèles beaucoup plus simples, donnant l'espoir à certains scientifiques que ce point de bascule disparaitrait dans des modèles plus complexes. Selon Rahmstorf, "Cette étude annihile cet espoir." Les effets de l'arrêt de l'AMOC et de la disparition du Gulf Stream Quels seraient les effets de l'arrêt de l'AMOC et de la disparition du Gulf Stream ? C'est une grande question car les effets seraient globaux, nombreux et catastrophiques, en particulier dans l'hémisphère nord.
De nombreuses simulations ont été faites pour étudier les fluctuations climatiques au cours des derniers millénaires et observer son impact sur le courant du Gulf Stream, y compris son effet sur le climat passé, actuel et futur aux États-Unis et en Europe. D'autres simulations ont essayé de calculer ce qui se passerait si l'AMOC s'arrêtait complètement. Même si cela n'arrivera pas tout de suite ni même demain et sans doute pas brutalement en 2057 comme le prédisent les Ditlevsen cités plu haut, les résultats donnent froid dans le dos au sens propre ! En analysant la fréquence et la durée des variations climatiques au cours de la dernière période glaciaire, on s'est étonné des fluctuations parfois importantes et rapides de la température dans l'hémisphère nord. On pensait jusqu'alors que le climat variait très lentement au fil des millénaires. Après plus de dix années d'études et de scepticisme, les scientifiques devaient bien se rendre à l'évidence : Wallace Broecke avait raison. Les fluctuations rapides du climat observé en Amérique du Nord et en Europe de l'Ouest furent la conséquence d'une interruption du tapis-roulant du Gulf Stream. Le phénomène se serait produit de très nombreuses fois dans le passé, entraînant chaque fois une variation de la calotte de glace du pôle Nord qui a augmenté et s'est rétrécie au rythme de l'arrêt et du redémarrage du Gulf Stream. Le tapis-roulant du Gulf Stream se serait ainsi arrêté pour la dernière fois il y a environ 13000 ans, à la fin de la dernière période glaciaire, lorsque d'immense quantité d'eau douce ont été libérées par la fonte des glaces au cours du dégel du fleuve Saint Laurent au Canada. Il fallut attendre 1200 ans et la dispersion de l'eau douce dans l'Atlantique pour que le tapis-roulant redémarre. Entre-temps des coléoptères habitués à un régime plus chaud ont disparu. Jusqu'à présent, l'océan a pu absorber cette eau douce additionnelle mais personne ne sait combien de temps et quelle quantité d'eau douce l'océan peut ainsi absorber. On estime qu'il faudrait un volume d'eau douce 70 à 80 fois le débit annuel de l'Amazone (~206000 m3/s) soit au moins 15 millions de mètres cubes par seconde ou 473 km3 par an, pour interrompre le Gulf Stream. Concrètement, reporté sur toute la surface de la Terre, c'est équivalent à 0.106 litre de précipitations par mètre carré ou 0.106 mm de précipitations (cf. Les précipitations en météorologie). Selon certains modèles, cet affaiblissement du Gulf Stream pourrait affecter l'Europe de l'Ouest. Alors que jusqu'ici la France, l'Angleterre et la Belgique par exemple bénéficient d'un climat tempéré maritime ou océanique relativement doux, à l'avenir les hivers pourraient être plus longs et plus froids, et le nombre de tempêtes pourrait augmenter significativement. En été, les périodes de canicules pourraient être plus fréquentes. Le refroidissement entraîné par l'arrêt du courant du Gulf Stream serait plus conséquent que l'augmentation de température entraînée par l'effet de serre. L'absence de réchauffement des couches basses en hiver, engendrerait la formation d'une goutte froide en altitude. Il y aurait probablement plus d'effets en Europe en hiver qu'en été.
Les régions septentrionales de l'Europe et principalement la France, la côte ouest de l'Angleterre, la Belgique et dans une moindre mesure l'Allemagne subiront cet effet de plein fouet et connaîtront des hivers aussi sévères que ceux du Canada, de Sibérie ou du nord du Japon avec des chutes de neige pouvant dépasser 1 m de hauteur ! Notre économie en sera profondément affectée. Tout le nord-ouest de l'Europe subirait des blizzards, des tempêtes de neige de 8 m de hauteur avec des températures nocturnes pouvant descendre jusque -22°C. La Manche et la côte ouest de l'Europe seraient prises dans les glaces, bloquant toutes les activités portuaires. C'est une situation catastrophique que le nord-est de l'Angleterre a déjà connu au XXe siècle. Selon les climatologues cela pourrait se produire... tous les 7 ans ! Il va sans dire qu'une telle situation mettrait rapidement les pays à genoux. En été, l'Europe subirait plus de canicules et les vagues de chaleurs plus fréquentes mettront les cultures à dure épreuve (voir plus haut l'effet des canicules et des fortes chaleurs). L'économie de l'Europe septentrionale et celle des États-Unis en seraient profondément bouleversées, affectant entre 600 millions et 1 milliard d'habitants. Mais le climat des pays tropicaux serait aussi touché. D'autres simulations montrent que l'impact de l'arrêt du Gulf Stream aurait des répercutions à l'échelle mondiale, principalement sur la quantité de pluie dans les régions tropicales, avec par exemple une absence totale de précipitations dans le Sahara et au Sahel. Or, selon les projections de l'OCDE, cette région d'Afrique rassemblera plus de 141 millions d'habitants en 2050. Dans la pire des situations, sans eau, la forêt d'Amazonie pourrait se transformer en prairie. Un arrêt de l'AMOC pourrait aussi entraîner un déplacement de la trajectoire des moussons de 500 à 1000 km vers le sud, privant des dizaines de pays d'Afrique et d'Asie des pluies de la moisson. En résumé, il y aura beaucoup de conséquences catastrophiques à travers le monde. Enfin, si la circulation thermohaline s'arrêtait, le courant du Gulf Stream s'arrêterait également. Or, nous n'avons aucune influence directe sur lui. Même si finalement on arrêtait les émissions de gaz à effet de serre, dont celle du dioxyde de carbone, on ignore si l'arrêt complet de ces émissions relancerait la circulation thermohaline. De plus, en raison de la grande inertie de l'effet de serre, il faudra probablement des siècles pour relancer l'AMOC avec toutes les catastrophes climatiques que nous descendants subiront entre-temps, sans parler des effets actuels du changement climatique qui peuvent déjà nous affecter de près. Bref, cet arrêt potentiel de l'AMOC est une situation préoccupante qui risque d'affectuer durablement et profondément, non seulement la société occidentale mais toute notre civilisation et toute la planète. La crédibilité des modèles Si les ordinateurs ne se trompent pas, tous les prévisionnistes admettent que les modèles sont incomplets et disons-le franchement, qu'ils sont faux. En effet, malgré les satellites et les relevés des paramètres in situ par des réseaux de mouillage et des balises, les prédictions sont encore très imprécises. Concernant l'atmosphère, selon les modèles, la température moyenne du globe augmenterait de 2 à 4°C pour un doublement de la quantité de CO2. Concernant les océans, à l'horizon 2100, il est possible que le débit du Gulf Stream diminue de 10 à 70% selon les modèles. Même les nouvelles techniques comme des modèles statistiques (calculant des moyennes) basés sur les observations récentes, ce qu'on appelle la probabilité conditionnelle, indique une diminuation de l'AMOC de 35% à plus de 50% à l'horizon 2100. Quel modèle dit vrai ? Aucun, car l'incertitude est toujours trop élevée. Le seul moyen de réduire les incertitudes et d'affiner ces prédictions consiste à améliorer la modélisation sous-maille à l'échelle du globe, c'est-à-dire les paramètres de chaque petite maille modélisée. Quand bien même on arriverait à une modélisation exacte, encore faudrait-il trouver le moyen d'arrêter l'emballement de l'effet de serre et que les nations aient la volonté d'y parvenir. Si on en juge par les résultats des différentes conférences sur le climat (COP), c'est illusoire. Et par conséquent, nous et les générations futures devons nous attendre au pire scénario... Vers un avenir plus froid en Europe ? Ce n'est pas première fois qu'on annonce un arrêt de l'AMOC et un retour du froid en Europe. Dans certaines régions, certains experts soutiennent que l'augmentation du gaz carbonique diminuera tellement la température hivernale que nous assisterons non pas à une hausse des températures mais plutôt à une accélération du refroidissement de la Terre avec pour conséquence, une augmentation des glaces polaires et des hivers bien plus rudes qu'aujourd'hui. Cette théorie se trouve toutefois très isolée. On apprend même de temps en temps dans les médias que nous subirons bientôt un nouvel âge glaciaire. Certains l'annoncent comme imminent, d'autres comme une éventualité qui reste à confirmer, alors que la plupart considère qu'il n'en est rien et que la température moyenne du globe va continuer d'augmenter en raison de l'effet de serre. Que faut-il penser de ces annonces ? Les glaciations sont des effets à beaucoup plus long terme que les variations de la circulation océanique. Elles dépendent en grande partie de facteurs astronomiques et, dans une moindre mesure, de l'effet de serre, des circulations océanique et atmosphérique, des rétroactions climatiques et de variables géophysiques. Bref, la composante océanique produit des effets plus rapidement et n'est pas l'unique cause des glaciations. L'arrêt de l'AMOC ne suffit pas à déclencher une glaciation globale. Ne prenons qu'un exemple. La période froide du Dryas récent ou Dryas III est survenue il y a environ 12850 ans pendant une phase de réchauffement post-glaciaire. A cette époque, il y eut une libération massive d'eau douce provenant de la fonte des glaciers nord-américains (lac Agassiz) qui provoqua un ralentissement brutal de l'AMOC. Résultat, l'Atlantique Nord connut un refroidissement important avec une chute de la température moyenne dans l'hémisphère nord entre 7 et 10° en seulement 10 ans. L'Europe et l'Amérique du Nord ont subi un retour temporaire à des conditions glaciaires pendant environ 1200 ans, le temps que l'AMOC dilue l'eau douce dans la circulation thermohaline globale. Cependant, cela n'a pas déclenché une glaciation globale. Rappelons que cette période dite d'oscillation froide serait le résultat combiné de plusieurs phénomènes dont un ralentissement de l'AMOC, des effets de l'impact d'un ou deux météoritiques de quelques kilomètres de diamètre et, bien que moins probable, d'une diminution de l'activité solaire et des effets du fallout d'éruptions volcaniques. Dans le cas d'un arrêt de l'AMOC, cela entraînerait des effets locaux (refroidissement régional, notamment dans l'Atlantique Nord et l'Europe) et des effets globaux (refroidissement de l'hémisphère nord, réchauffement de l'hémisphère sud, réchauffement global amplifié). Souvent les journalistes assimilent un peu trop vite les deux types d'effets climatiques ou n'hésitent pas à les résumer à leur façon sans en avoir l'expertise, voire à grossir les résultats scientifiques pour attirer les lecteurs. Autrement dit, il faut lire les articles de vulgarisation avec beaucoup de sens critique et si possible consulter uniquement des sources de première main, c'est-à-dire les articles académiques originaux pour éviter tous les biais d'interprétation. En 2009 par exemple, la revue "Scientific American" se fit l'écho de l'étude de Peter Foukal de l'entreprise américaine Heliophysics qui, après avoir analysé l'évolution du cycle des taches solaires conclut que de "telles perturbations solaires avaient peu ou pas d'impact sur le réchauffement global". Il ajoutait néanmoins que les modèles climatiques dont ceux utilisés par les experts du GIEC incorporaient les effets de l'irradiance solaire, sous-entendant que l'activité du Soleil avait naturellement un effet sur le climat de la Terre. Mais en se fondant sur les modèles climatiques, les scientifiques sont partagés sur cette influence. Certaines études ont analysé l'influence du Soleil sur le changement climatique. Elles ont montré qu'au cours du XXe siècle, le Soleil est devenu 0.1% plus brillant. Certains chercheurs en ont déduit que l'activité du Soleil dont celles des taches sombres ainsi que le vent solaire auraient joué un rôle dans les variations du climat, modifiant subtilement la température moyenne du globe. Ainsi, Foukal mit en évidence que la quasi absence de taches sombres et de facules sur le Soleil au XVIIe siècle aurait diminué la brillance du Soleil de 0.2%. Il prétend que ce phénomène aurait été à l'origine de la courte mais significative baisse de température qu'on observa à cette époque.
Document NASA Earth Observatory. Rappelons comme le montre la carte ci-dessus, qu'entre les années 1500 et 1800 la plus grande partie de l'Europe et de l'Amérique du Nord fut plongée dans ce qu'on appelle un Petit Âge Glaciaire que nous avons évoqué à propos du cycle solaire et du Soleil calme. La période la plus froide coïncida avec le début d'une période de 75 ans qui commença en 1645 lorsque le Soleil ne présenta quasiment aucune tache sombre, période connue comme le Minimum de Maunder. C'est à peu près à la même époque que Brueghel le Jeune peignit ses fameux paysages hollandais sous la neige où les rivières étaient transformées en patinoires. Bien que Foukal reconnaît que l'effet des taches solaires sur le climat est faible, sa théorie fut contestée par le climatologue Georg Feulner du PIK dans une étude publiée en 2011 qui montra que le rôle du Soleil dans le Minimum de Maunder n'est pas prouvé et est même souvent surestimé. Selon ses calculs, le résultat est sans équivoque : "Les estimations n'ont pas montré de grandes différences entre l'intensité du rayonnement pendant le Minimum de Maunder et le minimum solaire récent." Selon Feulner, pour comprendre l'histoire du climat, nous devons certainement prendre en compte tous les facteurs pertinents. "Cependant, l'impact de l'activité solaire sur le climat est relativement faible." En effet, nous savons que le rôle du Soleil est masqué par d'autres phénomènes. Ainsi, Foukal rappelle que durant le minimum observé au XVIIe siècle, 17 volcans sont entrés en éruption dont les émissions de cendres et surtout de dioxyde de soufre injecté dans l'atmosphère ont largement couvert l'effet de la réduction de la luminosité solaire sur le climat.
Le maximum solaire survenu en 2014 était assez faible et on ne retrouve une valeur similaire qu'au début des XXe et XIXe siècles. Depuis 2015, les astrophysiciens solaires observent une diminution du nombre de taches sombres et il eut même des semaines en 2016 et même les années suivantes où le Soleil ne présentait aucune tache sombre (cf. cette photo prise le 4 juin 2016). En effet, si on comptabilise le nombre annuel de jours sans taches solaires, les records sont survenus en 2008 (266 jours soit 76%) et en 1913 (311 jours soit 85%) comme le montre ce graphique. Mais sur un siècle, on constate que chaque décennie il y a souvent une année où au moins la moitié du temps (au moins 160 jours) le Soleil ne présente aucune tache sombre. En examinant les dix minima solaires entre 1900 et 1986, les astrophysiciens ont constaté qu'en moyenne il y eut 485 jours sans tache solaire. Le minimum solaire de 2007-2008 accumula même plus de 590 jours sans tache solaire, indiquant qu'il était beaucoup plus profond et plus long que la moyenne. Les plus alarmistes y voient une répétition de ce qui se passa à l'époque de Brueghel le Jeune, encore faut-il le prouver. Bref, l'impact des taches solaires sur le climat est difficile à prouver ou ne l'est pas du tout à ce jour et semble de toute évidence gommé par l'effet de serre aux conséquences bien plus importantes. Selon certains modèles climatiques globaux qui tiennent compte des gaz à effet de serre et incorporent les données sur le ralentissement de l'activité solaire, les modèles climatiques prédisent qu'entre 2020 et pendant 50 ans on pourrait subir un refroidissement. Certains chercheurs estiment qu'il sera comparable à celui observé au XVIIe siècle mais les modèles prédisent plutôt une baisse temporaire de la température moyenne du globe d'environ 0.3°C vers 2020 durant moins de cinq ans. Cela s'est-il produit ? Non. Certains modèles annoncent ce refroidissement vers 2030 seulement. Prédictions en ligne : Global and Hemispheric Temperature
Contrairement à ce qu'on écrit certains auteurs mal inspirés, ce refroidissement n'est pas synonyme du retour d'un âge glaciaire et ne va pas influencer le réchauffement global qui est bien réel comme le montre le graphique présenté ci-dessus à droite basé sur les projections du GIEC. En revanche, localement et notamment en Amérique du Nord, les modèles de la NASA indiquent que la température moyenne pourrait légèrement diminuer mais d'autres modèles indiquent que le réchauffement global neutralisera cette baisse locale de température. Qui dit vrai qui dit faux ? Pour ceux qui veulent échapper à la guerres des experts, si on pourrait déjà observer une tendance statistique durant la décennie 2020, ce n'est qu'après 2030 qu'on aura une idée précise de son évolution avec des effets concrets (sur le climat, sur les glaciers, le réseau hydrologique, la pluviométrie, les rendements agricoles, la température des océans, etc). Mais comme on dit dans ces cas là, mieux vaut prévenir que guérir car le jour où on assistera à un changement durable des effets climatiques suite à l'arrêt de l'AMOC, il sera trop tard. Les signatures magnétiques des marées Dans un article publié dans la plus ancienne revue scientifique du monde, les "Philosophical Transactions of the Royal Society A" en 2024, Alexander Grayver de l'Institut de Géophysique et de Météorologie de l'Université de Cologne, en coopération avec Nils Olsen et Christopher C. Finlay du DTU Space de l'Université Technique du Danemark ont utilisé les trois satellites Swarm de l'ESA pour étudier le champ magnétique terrestre. Lancée en 2013, la mission Swarm devait initialement fonctionner quatre ans seulement, mais les trois satellites sont toujours opérationnels à leur altitude intiale de 460 et 530 km d'altitude sur une orbite quasi-polaire (cf. ESTRACKnow). C'est un des avantages des missions de longue durée car elle permet de récolter des données d'excellente qualité sur plusieurs cycles solaires avec l'espoir de répondre à des questions scientifiques qui n'étaient pas envisagées à l'origine.
Pour rappel, le champ géomagnétique serait produit en grande partie par la couche de magma fluide composée notamment d'un alliage de fer formant le noyau externe de la Terre. Les autres sources de magnétisme incluent les roches magnétisées de la croûte terrestre. On sait que l'eau salée est conductrice d'électricité depuis le XVIIIe siècle, notamment grâce aux travaux de Stephen Gray et Charles-François de Cisternay du Fay, mais cette théorie ne fut formalisée scientifiquement qu'au XIXe siècle grâce aux avancées en électrochimie. L'une des contributions clés provient des travaux du chimiste et physicien Michael Faraday dans les années 1830 qui formula ses célèbres lois de l'électrolyse décrivant comment des substances dissoutes (ou électrolytes comme NaCl, HCl, NaNO3, etc) permettent le passage d'électricité en se dissociant en ions (Na+ et Cl-, H+ et Cl-, Na+ et NO3-, etc). Notons que c'est la même raison pour laquelle le citron peut générer de l'électricité du fait que les acides (dont l'acide citrique) dissous se dissocient en ions hydrogène et autres ions. Bien que les scientifiques ne pensaient pas que les océans puissent générer un champ magnétique, l'eau salée de la mer est un conducteur électrique modéré en raison de la présence d'ions dissous. Lorsque les courants marins ou les marées traversent le champ magnétique terrestre, ils génèrent des courants électriques induits qui, à leur tour, produisent de faibles signaux magnétiques détectables depuis l'espace (cf. R.H. Tyler, 2005; T.J. Sabaka et al., 2015). Swarm peut détecter les faibles signatures magnétiques des marées et les distinguer d'autres sources de champ magnétique plus puissantes provenant de l'intérieur de la Terre. Ce signal magnétique des marées présente une intensité de 2 à 2.5 nT à l'altitude des satellites. Les signatures magnétiques des marées terrestres peuvent nous aider à déterminer la distribution du magma sous le fond marin et pourraient même nous donner un aperçu des tendances à long terme des températures et de la salinité des océans à l'échelle mondiale et donc indirectement de l'évolution de l'AMOC. Par une heureuse coïncidence, bien que la mission Swarm approche de la fin de sa durée de vie à mesure que la traînée fait lentement chuter les satellites vers le sol, cela permet aux magnétomètres embarqués qui mesurent la force, l'amplitude et la direction du champ magnétique, de capter des signaux faibles qui seraient plus difficiles à détecter depuis les orbites plus hautes au début de la mission. La capacité de Swarm à détecter les faibles signaux océaniques fut également facilitée par la période plus calme de l'activité solaire vers 2017 (le minimum du Cycle 24 étant survenu en décembre 2020). Selon Grayer, auteur principal de cette étude, "Ce sont parmi les plus faibles signaux détectés par la mission Swarm jusqu'à présent. Les données sont particulièrement bonnes car elles furent recueillies pendant une période de minimum solaire, où il y avait moins de bruit dû à la météo spatiale." Les scientifiques gardent l'espoir que lors du prochain minimum solaire prévu vers 2035 et qui coïncide avec un Grand Minimum Solaire dont la période est de 350 à 400 ans, Swarm soit toujours actif – bien qu'à une altitude plus basse – et sera capable de continuer à détecter les faibles signaux qui peuvent nous aider à mieux comprendre l'évolution des températures et de la salinité des océans. Pour plus d'informations Ne l'appelez plus jamais Gulf Stream, Laure Cailloce, Journal du CNRS, 2021 Gulf Stream, Scientific Visualization Studio/NASA/GSFC Projet EPOC, Europa L'eau et les océans, Planetoscope Débit du fleuve Amazone, Planetoscope. Retour à L'écologie et l'environnement
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