L’eau des océans vieillit, pas dans le sens où nous vieillissons ni comme le ferait un vieux plat de pâtes laissé trop longtemps au frigo. C’est un principe de base en océanographie : plus une masse d’eau reste longtemps isolée de l’atmosphère, plus elle perd l’oxygène dissous qu’elle contenait au moment de son dernier contact avec la surface, consommé par les organismes marins, les bactéries et l’ensemble des réactions chimiques du milieu. L’« âge » d’une masse d’eau désigne donc cette durée d’isolement, et il conditionne sa teneur en oxygène, dont dépend la survie de l’ensemble des écosystèmes sous-marins.
À partir de cette base théorique, les modèles climatiques se sont accordés sur une prévision : un océan plus chaud retient, de facto, moins d’oxygène, donc ses masses d’eau vieilliraient plus vite sous l’effet du réchauffement climatique. Une conséquence logique, sauf qu’une équipe de l’Université de Californie à San Diego, menée par Benjamin A. Taylor vient de démontrer qu’il se passait l’inverse dans l’océan Pacifique. Dans leur étude, publiée le 19 septembre dans la revue AGU Advances, ils avancent que ses eaux « jeunes », bien oxygénées, vieillissent effectivement, mais ses eaux « vieilles », déjà appauvries en oxygène, rajeunissent. Un phénomène complètement paradoxal au premier regard, qui s’explique principalement par le bouleversement de la circulation profonde de ses courants.
L’asphyxie du Pacifique
Cette réorganisation se concentre particulièrement dans la thermocline, une couche d’eau de transition située entre 200 et 1 000 mètres de profondeur, coincée entre les eaux de surface, chaudes et brassées par les vents, et les zones abyssales glaciales du plancher océanique. C’est ici que l’oxygène transite normalement de la surface vers les profondeurs, un transfert que le réchauffement compromet en accentuant la stratification de la colonne d’eau : plus l’écart de densité entre les couches se creuse, moins elles se mélangent.
Selon la latitude, le phénomène est plus ou moins prononcé, car le réchauffement altère la ciculation océanique de manière hétérogène. Dans le Pacifique Nord subtropical, la thermocline reçoit normalement son oxygène par le haut : les eaux de surface, saturées après leur contact avec l’atmosphère, plongent vers les couches intermédiaires sous l’effet du gyre subtropical, un immense courant circulaire entraîné par les vents et la rotation terrestre.
Un transfert perturbé par le réchauffement climatique, qui, en allégeant les eaux de surface, augmente l’écart de densité avec les couches situées en dessous et empêche le gyre de les entraîner aussi profondément. Sa circulation verticale se réduit, la thermocline subtropicale ne reçoit plus l’oxygène qui la maintenait « jeune », et ses eaux vieillissent.
L’onde de choc partie de l’Antarctique
En revanche, aux latitudes tropicales, situées plus au sud, le phénomène s’inverse sous l’influence d’une perturbation venue de l’autre hémisphère, à des milliers de kilomètres de là. La thermocline tropicale, elle, reçoit normalement son eau « vieille » par le bas : des masses anciennes et désoxygénées remontent depuis les profondeurs. Une circulation ascendante entretenue par les eaux froides de l’océan Austral, au large de l’Antarctique, qui pousse les masses profondes vers le nord. Par conséquent, en se réchauffant, celles-ci plongent moins profondément, affaiblissent la circulation ascendante.
Une perturbation relayée sur des milliers de kilomètres, depuis l’Antarctique jusqu’au Pacifique équatorial, provoquée par ce que l’on appelle les ondes de Kelvin. Des variations de pression océaniques à grande échelle qui se propagent le long de l’équateur et répercutent le ralentissement de la plongée australe sur les courants ascendants du Pacifique tropical. Les remontées d’eaux profondes vers la thermocline faiblissent elles aussi, et cette dernière, moins alimentée en eaux « vieilles », rajeunit.
Comme l’expliquent les auteurs dans leur étude, « ce schéma [identifié] dans le Pacifique Nord tropical et subtropical est reproduit de manière cohérente par l’ensemble des modèles CMIP6 [NDLR : sixième phase du programme mondial de comparaison des modèles climatiques, base scientifique des projections du GIEC] soumis à un forçage radiatif élevé ». Cela signifie que, dans l’hypothèse où les émissions de gaz à effet de serre ne diminueraient pas (soit, l’issue la plus probable à moins d’une apocalypse surprise), l’inversion du vieillissement des masses d’eau apparaît dans l’ensemble des modèles climatiques, indépendamment de leurs différences méthodologiques. Est-ce une bonne nouvelle pour nos océans ? Absolument pas : même si les auteurs ne sont pas encore certains des conséquences à long terme sur la biodiversité marine du Pacifique Nord, ils suspectent fortement que la désoxygénation la plus intense se concentrera là où la faune marine est la plus riche. Encore une excellente nouvelle à archiver soigneusement au rayon de nos hauts-faits climatiques.