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Résoudre le mystère des polynies antarctiques

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De tous les continents, l'Antarctique a été le dernier à être découvert. Avec 98% de sa surface recouverte de glace épaisse de 1,9 km et des hivers rigoureux toute l'année, c'est l'endroit le moins habitable au monde.

Et cela pourrait bien être une utopie de chercheur.

L'Antarctique a été découvert en 1820 par l'expédition russe de Fabian Gottlieb von Bellingshausen et Mikhail Lazarev sur Vostok et Mirny. Mais ce n’est qu’en 1895 qu’elle a été explorée pour la première fois.

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Il se trouve presque entièrement sous le cercle antarctique.

Il a depuis accueilli environ 4000 scientifiques de différentes nationalités. C'est un condominium régi par le système du Traité sur l'Antarctique et est devenu un symbole de paix et de recherche scientifique.

Pourquoi la communauté scientifique s'intéresse-t-elle à l'Antarctique?

Grâce au traité, l'Antarctique est resté largement préservé des activités humaines telles que l'exploitation minière ou les essais d'armes. En même temps, il sert de baromètre du changement climatique.

Des chercheurs de domaines divers, allant de l'astronomie à l'environnement, mènent des recherches qu'il serait impossible de faire ailleurs. Les spécialistes de l'environnement s'intéressent particulièrement à ce continent polaire et peuvent étudier divers phénomènes tels que l'appauvrissement de la couche d'ozone et l'élévation du niveau de la mer.

En outre, le Traité sur l’Antarctique stipule expressément que les recherches scientifiques et la coopération scientifique doivent être libres d’être menées. Cela permet la coexistence pacifique de stations de recherche du monde entier.

Et parfois, il y a des moments où l'endroit offre des mystères et des énigmes qui motivent et défient les chercheurs. L'un de ces mystères est l'apparition de trous géants dans la glace antarctique en 2016 et 2017.

Que sont les polynies?

Habituellement, à la fin de l'hiver austral, les mers antarctiques gèlent pour créer près de 18 millions de kilomètres carrés de glace. C'est environ deux fois la taille des États-Unis.

En septembre 2017, des scientifiques ont observé des trous s'étendant sur des milliers de kilomètres carrés dans des images satellites de cette glace antarctique. La première apparition était juste au-dessus de la montagne sous-marine Maud Rise.

Les trous de glace sont appelés polynies, et ils se produisent naturellement sous des formes rectangulaires ou ovales plus petites avec des échelles de longueur de l'ordre de 100 km. Ils sont causés par des vents forts et d'autres dynamiques océaniques.

La Polynie Maud Rise mesurait 9600 km2 lors de sa découverte à la mi-septembre. Fin octobre, il avait atteint 80 300 km2 avant de fusionner avec la mer Antarctique avec l'arrivée de l'été.

C'était la première fois qu'un tel trou apparaissait dans la glace antarctique depuis 1970.

Cet événement inhabituel et sa taille énorme ont piqué la curiosité de nombreux chercheurs qui ont proposé différentes théories pour expliquer l'anomalie. Mais jusqu'à présent, la raison est restée un mystère.

Cyclones polaires: une cause plausible?

Dans une étude intitulée Cyclones polaires à l'origine de la réapparition de la polynie Maud Rise en hiver austral 2017, les forces atmosphériques jouent un rôle majeur dans la formation des polynies de haute mer. Ce sont des polynies se produisant au milieu des banquises antarctiques.

Il est basé sur la polynie Maud Rise de 2017 apparue dans le secteur de la mer de Lazarev, à l'est de la mer de Weddell.

En utilisant des images satellites et des données de réanalyse à haute résolution spatio-temporelle, les chercheurs ont découvert que des cyclones violents entraînaient une forte divergence dans le champ de glace de mer, ouvrant la polynie.

Selon l'étude, de tels cyclones étaient inhabituels à ce stade de la saison. On pense que la cause de ces cyclones est le transport du flux de chaleur et de l'humidité vers l'Antarctique.

L'air chaud et humide du côté ouest de l'océan Atlantique sud a considérablement augmenté le risque de cyclone dans la région.

Ce n'est pas sans rappeler les polynies côtières qui se produisent à cause des vents forts, par opposition aux facteurs thermodynamiques.

Le consensus actuel est que la mer-montagne pousse l’eau chaude, dense et salée vers la surface de l’océan. En présence d'une grosse tempête, il se mélange à l'eau fraîche et plus fraîche flottant au sommet de la mer de Weddell, entraînant ce phénomène.

Un article dans Nature Magazine a également exploré une théorie similaire, attribuant l'ouverture des polynies aux anomalies climatiques de l'hémisphère sud. L'article suggère que «le préconditionnement des océans et les perturbations météorologiques sont responsables de l'apparition de polynies».

Il se concentre également sur les origines de ces conditions dans le changement climatique.

Selon l'auteur de cet article, Ethan Campbell, ces polynies ne sont pas seulement causées par le changement climatique mais pourraient encore l'aggraver. En effet, la fonte de la glace polaire libère une quantité importante de dioxyde de carbone emprisonné dans la glace dans l'atmosphère.

Non seulement la température de l'eau est affectée, mais la fréquence et l'intensité des cyclones sont également perturbées par le changement climatique. En conséquence, les chances que de telles polynies géantes s'ouvrent augmentent considérablement.

C'est une source de préoccupation car cela perturbe la circulation océanique mondiale.

Sources de recherche

Cette recherche s'appuie sur les images satellites mais est également façonnée à partir de données collectées par des capteurs attachés à des scellés et des robots flotteurs. Ces robots ont été initialement déployés par le Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling Project pour étudier les parties de l'Antarctique inaccessibles aux humains.

Par coïncidence, ils se sont retrouvés piégés à cet endroit, rassemblant des informations importantes. Cette information est particulièrement importante car les images révèlent simplement les trous mais ne donnent aucun aperçu de son effet sur la colonne d'eau.

Les données enregistrées ont montré comment le mélange océanique profond se produit dans les polynies. Le mélange océanique profond est le mélange d'eau chaude de la partie supérieure de l'océan et de l'eau glaciale et lente de l'océan inférieur.

Implications de l'étude sur les polynies

Il est maintenant largement admis que les cyclones peuvent déclencher une nouvelle ouverture des polynies. Avec la hausse des températures, l'activité des cyclones polaires est susceptible de s'amplifier. Dans le même temps, il est de plus en plus difficile pour ces trous de se recongeler en raison du changement climatique, car les océans se réchauffent.

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Certaines personnes imaginent que l'Antarctique est une étendue de glace morte, mais il y a toutes sortes de phénomènes qui se produisent spontanément. Ce sont des choses que nous ne savions ni n’anticipions auparavant.

Aussi intéressantes que soient ces activités, elles portent également un message d’alerte à un monde qui ne fait que prendre conscience de la réalité du changement climatique.


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