Circulation thermohaline : définition et comment elle fonctionne

La circulation thermohaline, aussi appelée tapis roulant océanique, est un phénomène fondamental de la circulation océanique globale qui résulte des variations de température et de salinité de l'eau de mer. Ce système complexe de courants océaniques se développe grâce aux différences de densité de l'eau, qui sont elles-mêmes influencées par la température et la salinité.

La salinité de l'eau de mer résulte de divers processus, tels que la dissolution des sels minéraux de la croûte terrestre et la libération d'ions lors de la formation de glace dans les régions polaires. La température, quant à elle, influe sur la densité de l'eau et l'eau froide est plus dense que l'eau chaude.

La circulation thermohaline commence par la formation d'eaux profondes denses dans les régions polaires, où l'eau se refroidit considérablement et devient plus salée en raison du processus de congélation de la glace. Ces eaux denses, appelées eaux profondes ou eaux de fond, descendent au fond de l'océan et s'écoulent vers les régions équatoriales, créant ainsi un courant de circulation profond.

En se rapprochant de l'équateur, ces eaux profondes se réchauffent progressivement et se mélangent aux couches d'eau moins denses. Elles remontent ensuite vers la surface, bouclant ainsi le cycle de la circulation thermohaline. Cette remontée d'eau dans les régions équatoriales permet le transfert de chaleur des profondeurs de l'océan vers la surface, influençant ainsi les régimes climatiques régionaux et mondiaux.

Découvrez ce qu'est le cycle de l'eau !

Le cycle de la circulation thermohaline se déroule en plusieurs étapes et il commence des régions polaires pour ensuite aller jusqu'aux zones équatoriales. Voyons toutes les étapes clés de ce processus :

1. Formation d'eau dense dans les régions polaires : dans les régions polaires, notamment dans les océans Arctique et Antarctique, l'eau de surface se refroidit considérablement pendant l'hiver. Lorsque la température baisse, l'eau gagne en densité. De plus, il faut tenir compte du fait que le processus de congélation de la glace libère du sel dans l'océan, ce qui finit forcément par augmenter la salinité de l'eau.
2. Enfoncement de l'eau dense : lorsque l'eau est assez dense, en raison de sa température plus basse et de sa salinité plus élevée, elle a tendance à s'enfoncer vers les couches plus profondes de l'océan. Cet enfoncement marque le début du courant de circulation profonde.
3. L'écoulement des eaux profondes vers les régions équatoriales : une fois que l'eau dense a plongé dans les profondeurs des océans, elles sont emportées par les courants profonds vers les les zones équatoriales. Ce flux est alimenté par la différence de densité entre les eaux profondes et les couches moins denses des autres parties de l'océan.
4. Réchauffement et mélange dans les régions équatoriales : Lorsque les eaux profondes se déplacent vers les zones équatoriales, elles rencontrent des couches d'eau moins denses et se réchauffent progressivement. Le mélange entre les couches d'eau profondes et moins denses qui en résulte se produit dans ces régions équatoriales.
5. Remontée à la surface : l'eau, devenue moins dense en raison de son réchauffement, remonte à la surface dans les régions équatoriales. Cette remontée complète le cycle de la circulation thermohaline.
6. Transfert de chaleur vers l'atmosphère : l'eau qui remonte à la surface apporte la chaleur des profondeurs de l'océan. Ce processus influence les conditions météorologiques régionales et le transfert de chaleur vers l'atmosphère.
7. Redémarrage du cycle : une fois à la surface, l'eau nouvellement remontée peut retourner dans les régions polaires grâce aux courants de surface, où elle se refroidit à nouveau et où un nouveau cycle de circulation thermohaline commence.

Ce cycle de circulation thermohaline contribue de manière significative à la distribution de la chaleur et au transport des nutriments à l'échelle mondiale (d'où son nom de "tapis roulant océanique"), jouant ainsi un rôle important dans la régulation du climat et la biodiversité marine.

Si la circulation thermohaline devait s'arrêter ou subir des changements importants, cela aurait des conséquences considérables sur le climat mondial et les schémas océanographiques. Les impacts possibles sont les suivants :

• Changements climatiques régionaux : si la circulation thermohaline devait être interrompue ou considérablement affaiblie, les régions qui en dépendent pourraient connaître des changements climatiques abrupts. Par exemple, les zones côtières qui bénéficient du transport de chaleur de l'équateur vers les latitudes plus élevées pourraient devenir plus froides.
• Variations du niveau des mers : la circulation thermohaline est également liée à des schémas de circulation qui influencent le niveau des mers dans différentes régions. Des altérations de cette circulation pourraient entraîner des changements dans la répartition des masses d'eau, ce qui aurait une incidence sur le niveau des mers dans certaines régions.
• Impact sur la biodiversité marine : les courants océaniques résultant de la circulation thermohaline sont nécessaires à la distribution des nutriments et de la vie marine. La perturbation de ce flux affecterait la disponibilité des nutriments dans diverses régions, ce qui aurait des conséquences sur la biodiversité marine et les réseaux alimentaires.
• Modification des régimes de précipitations : la circulation thermohaline influence également les régimes atmosphériques, et des changements dans ce système pourraient avoir des répercussions sur la répartition des précipitations. En affectant le transfert de chaleur entre l'océan et l'atmosphère, des variations dans les régimes de précipitations pourraient survenir, affectant les conditions météorologiques sur les terres.
• Ralentissement du piégeage du carbone : l'océan absorbe de grandes quantités de dioxyde de carbone atmosphérique. Une perturbation de la circulation thermohaline ralentirait ce processus, ce qui pourrait avoir des conséquences sur le changement climatique en augmentant la quantité de CO2 dans l'atmosphère.
• Phénomènes météorologiques extrêmes : les changements dans la circulation océanique peuvent influencer la fréquence et l'intensité des phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les ouragans et les typhons. Les modifications du transfert de chaleur entre l'océan et l'atmosphère peuvent influer sur la formation et l'intensification de ces phénomènes.

Bien que nous ayons évoqué les conséquences d'un arrêt de la circulation thermohaline, ce scénario est hautement improbable à court terme. Cependant, des recherches suggèrent que des changements dans cette circulation pourraient se produire en réponse au changement climatique provoqué par l'homme.

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