Circulation océanique de retournement et circulation profonde
Dans quelques régions polaires, l'eau de surface devient suffisamment froide et salée pour s'enfoncer sur plusieurs kilomètres de profondeur, mettant en mouvement une lente circulation de retournement globale qui ventile les abysses et façonne le climat sur des siècles.
Definition
La circulation de retournement est le flux profond, entraîné par la densité (thermohalin), dans lequel l'eau de surface s'enfonce dans les régions polaires, se propage à travers l'océan profond et remonte lentement à la surface, ventilant et connectant l'océan global.
Scope
Ce sujet couvre la formation des eaux profondes et de fond dans les mers polaires, la structure et le transport de la circulation méridienne de retournement, la distribution et le traçage des masses d'eau, le rôle du mélange dans la fermeture de la boucle de retournement, et la possibilité de multiples états stables de circulation.
Core questions
- Où et comment se forment les eaux profondes et de fond, et qu'est-ce qui détermine leurs propriétés ?
- Quelle est la structure et l'intensité de la circulation méridienne de retournement ?
- Comment les masses d'eau se propagent-elles et se mélangent-elles pour boucler la circulation de retournement ?
- La circulation de retournement pourrait-elle avoir plus d'un état stable et changer brusquement ?
Key theories
- Retournement thermohalin et formation des masses d'eau
- Le refroidissement et la salinisation aux hautes latitudes rendent l'eau de surface suffisamment dense pour s'enfoncer, formant des masses d'eau profondes qui se propagent le long des surfaces de densité et définissent la circulation profonde.
- Multiples équilibres de la circulation de retournement
- Stommel a montré que les effets concurrents de la température et de la salinité sur la densité peuvent conférer à la circulation de retournement plus d'un état stable, soulevant la possibilité de transitions abruptes dans l'histoire du climat.
Mechanisms
Dans l'Atlantique Nord et autour de l'Antarctique, un refroidissement intense et le rejet de saumure lors de la formation de glace augmentent la densité de l'eau de surface jusqu'à ce qu'elle s'enfonce pour former des eaux profondes et de fond ; cette eau se propage à travers les abysses et est progressivement ramenée vers le haut par le mélange et la remontée d'eau (upwelling) induite par le vent, complétant une circulation de retournement globale qui prend environ mille ans.
Clinical relevance
La circulation de retournement transporte la chaleur qui réchauffe les climats régionaux, ventile l'océan profond en oxygène et séquestre le carbone ; la crainte que le réchauffement et le dessalement ne l'affaiblissent a fait de la circulation de retournement atlantique un point central de la surveillance climatique et de la recherche sur les changements abrupts.
History
L'analyse des masses d'eau par les océanographes du début du XXe siècle a cartographié la circulation profonde ; le modèle de Stommel de 1961 a révélé ses multiples équilibres, et la synthèse de la « tapis roulant » (conveyor belt) de Broecker a lié la circulation profonde aux changements climatiques abrupts enregistrés dans la glace et les sédiments, stimulant une observation soutenue de la circulation de retournement.
Key figures
- Henry Stommel
- Wallace Broecker
- Carl Wunsch
Related topics
Seminal works
- talley2011
- stommel1961
Frequently asked questions
- Combien de temps l'eau profonde reste-t-elle sous la surface ?
- L'eau qui s'enfonce dans l'océan profond peut y rester de plusieurs siècles à environ mille ans avant que le mélange et la remontée d'eau ne la ramènent à la surface, ce qui rend la circulation profonde très lente.
- La circulation de retournement atlantique pourrait-elle s'effondrer ?
- Les modèles et les données passées suggèrent que la circulation de retournement peut s'affaiblir ou basculer entre différents états si les eaux de surface deviennent trop chaudes ou trop douces pour s'enfoncer ; la question de savoir si et à quelle vitesse cela pourrait se produire est un domaine de recherche actif.