Océan

Au cours du dernier siècle l’océan a changé, à la fois au plan physique, chimique et biologique. Depuis une vingtaine d’années, il s’élève d’environ 3,3 mm par an.

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Niveau marin

Niveau marin La hausse du niveau marin enregistrée par les marégraphes depuis un siècle est manifeste, tout comme l'accélération depuis le début des années 1990.

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Océan

Plusieurs changements spectaculaires ont affecté l’océan mondial au cours des décennies récentes. Son niveau, qui s’élevait de moins de 0,5 mm par an depuis plus de 3 millénaires, a recommencé à grimper aux alentours de 1880. Cette hausse est attestée par des dizaines de marégraphes –des appareils fixés au fond et mesurant le niveau de l’eau- répartis sur les littoraux de la planète. Elle se monte à environ 17 cm pour l’ensemble du XXe siècle.

Depuis le début des années 1990, les données marégraphiques sont complétées par l’altimétrie satellitaire. On a constaté une accélération au cours des deux  dernières décennies qui porte désormais la hausse à environ 3,3mm par an, un chiffre à peu près stable depuis l’année 2000. Cette hausse n’est pas uniforme au niveau planétaire : certaines régions (Pacifique Nord-Ouest) voient leur niveau s’élever rapidement, tandis que d’autres montent moins vite .

Ces changements de niveau se doublent de changements de température de l’eau de mer. La température moyenne de la surface océanique, reconstruite à partir des données fournies par des stations côtières et des mesures effectuées par bateau, s’est élevée d’environ 0,6°C au cours du XXe siècle. Si l’on regarde l’océan dans son ensemble (et non pas la seule couche de surface), notamment via les relevés océanographiques effectués lors du dernier demi-siècle, son réchauffement est estimé à 0,04°C. Mais cette faible hausse de température représente une quantité de chaleur très importante : on estime que près de 90% du réchauffement des 40 dernières années a été absorbé par l’océan. Sa masse est en effet 300 fois plus élevée que celle de l’atmosphère et la capacité calorifique de l’eau est 4 fois plus grande que celle de l’air.

Ces différentes observations sont cohérentes entre elles et avec ce que nous savons par ailleurs de l’évolution des glaces et des températures mondiales. Sur la période d’observation par les satellites (depuis 1993), la hausse du niveau marin est estimée provenir pour un tiers de la dilatation thermique de l’océan (lorsque l’eau s’échauffe, elle occupe un volume plus important), pour un tiers de la fonte des glaciers continentaux, et pour un tiers du glissement vers la mer des calottes polaires.

Pour l’instant, le  changement climatique  ne semble pas avoir encore provoqué de modification des grands courants océaniques. La circulation thermohaline (plongée vers les profondeurs des eaux de surface de l’Atlantique nord), en particulier, ne semble pas se ralentir pour l’instant, même si ce point est controversé. Par contre, les scientifiques notent une acidification de l’océan mondial, qui s’explique par la dissolution dans l’eau du dioxyde de carbone émis par les activités humaines. De 1750 à aujourd’hui, le pH de l’eau de mer est passé de 8,25 à 8,14. Les effets biologiques de cette évolution inédite sont encore mal compris.

 

Pour en savoir plus

Un des objectifs de l’étude du niveau de la mer est d’établir avec la meilleure précision possible le « bilan  » des différentes contributions à la hausse du niveau de la mer. Trois éléments majeurs y concourent. Il y a d’abord la fonte des glaciers continentaux, attestée par de nombreuses observations (voir « glaces »). Lorsque leur glace se transforme en eau, celle-ci finit, après un périple plus ou moins long, par gagner l’océan, dont elle élève le niveau. (La fonte des banquises ou glaces flottantes est sans effet sur la hauteur d’eau globale.) Il y a ensuite le glissement vers la mer des calottes polaires, par le biais de glaciers géants qui emmènent la glace vers l’océan. Ces glaciers accélèrent depuis quelques années (surtout depuis le début des années 2000 comme en témoignent diverses mesures satellitaires), mais il est difficile de savoir pour quelles raisons (plusieurs mécanismes sont proposés) et si ce phénomène se prolongera pendant encore longtemps. Enfin il y a l’expansion thermique de l’océan. Pour calculer celle-ci, il faut connaître la température des différentes couches d’eau, jusqu’à des profondeurs importantes. Il n’existe de bonnes données bien réparties sur la planète que depuis peu, les scientifiques étant auparavant limités aux mesures effectuées par des navires. Ces données sont notamment issues des 3000 bouées dérivantes Argo, déployées depuis 2003, qui relèvent périodiquement la température de l’eau jusqu’à une profondeur de 2000 mètres, puis transmettent ces mesures automatiquement par satellite. Au final on estime que depuis 2003, 40% de la hausse proviendrait des glaciers continentaux, 40% des calottes polaires, et 20% de l’expansion thermique de l’océan mais sur la période 1993-2010, chaque facteur contribue pour à peu près 30%. Ceci montre que les proportions se montrent changeantes  au cours du temps: ainsi l’expansion thermique semble actuellement marquer le pas (mais pour combien de temps ?), tandis que les calottes polaires contribuent de plus en plus.

Un autre poste qui fait l’objet de recherches actuellement est le stockage continental de l’eau. L’humanité a en effet construit un grand nombre de barrages depuis un siècle, barrages qui retiennent sur les continents un important volume d’eau. Mais à l’inverse, la pratique de l’irrigation tend à « déstocker » une partie de l’eau terrestre, jusque là emprisonnée dans les nappes phréatiques. Le bilan global de ces différents phénomènes est encore imprécis, mais l’apport total des eaux continentales représenterait moins de 10% de la hausse du niveau marin.

Enfin, les chercheurs aimeraient mieux comprendre les composantes régionales de ces changements. Pourquoi certaines zones de l’océan s’élèvent-elles plus que d’autres ? Existe-t-il une périodicité de ces élévations locales, et quel est leur moteur ? Autant de questions auxquelles l’accumulation des données dans les années à venir devrait permettre peu à peu de répondre, le recul dans le temps étant encore très faible sur tous ces phénomènes.

Référent scientifique

Anny Cazenave avec William Llovel,

Chercheurs au LEGOS (Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales).