LE GULFSTREAM : principal objet du bon fonctionnement climatique
Découverte
Il était probablement connu des indiens Séminoles plusieurs siècles avant la découverte de l'Amérique. Dès 1513, lors de la découverte de la Floride, le navigateur Ponce de León remarque que ses navires sont emportés par un important et rapide courant d'eau chaude qui vient de l'actuelle mer des Antilles. Ce n'est qu'en 1770 que Benjamin Franklin, alors responsable de l'administration des Postes fait réaliser une étude approfondie et une cartographie détaillée du Gulf Stream pour améliorer le temps de transport du courrier avec la Grande Bretagne. Il participera lui même aux études et ce travail aura un tel retentissement qu'il donnera lieu à la légende selon laquelle c'est lui qui l'aurait nommé, voire découvert. En réalité l'existence du courant est largement connue et acceptée dès 1519 et il est cartographié deux fois avant la fin du XVIIe siècle.
Étendue
Le Gulf Stream est constitué de la fusion du courant de Floride, du courant de Cuba et du courant nord équatorial. Au large de la Floride c'est un véritable fleuve, de 80 à 150 km de large et de 800 à 1200 m de profondeur, qui s'écoule à une vitesse de 2 m/s, et dont les bords sont visibles à l'œil nu. Il longe alors la côte vers le nord jusqu'au cap Hatteras, puis se dirige vers l'est en formant des méandres qui finissent par se détacher du courant principal sous forme de tourbillons qui s'atténuent en plusieurs jours ou quelques semaines. Ces tourbillons sont le principal mécanisme de ralentissement et de dilution du courant.
La limite sud du courant se dilue rapidement dans l'océan dont la température et la salinité sont très peu différentes. Au contraire la limite nord-ouest constitue également la limite sud-est du courant du Labrador, froid et coulant en sens opposé.
Au sud du Groenland on continue à observer des poches d'eaux plus chaudes mais le déplacement de l'eau ne se fait plus vers l'est que statistiquement. Une bouteille jetée à la mer pourra se diriger pendant une journée dans à peu près n'importe quelle direction, en une semaine elle aura changé plusieurs fois de direction mais ce n'est qu'au bout de plusieurs semaines qu'il sera clair que son déplacement moyen se fait vers le nord-est.
Mécanisme
Ce courant marin est issu de la différence d'altitude entre la surface des eaux du golfe du Mexique et celle de l'Atlantique. Cette différence de hauteur est elle même due à diverses causes : circulation thermohaline, circulation atmosphérique (alizés), configuration de la côte.
Le moteur de la circulation thermohaline est la différence de densité due à la salinité et à la température des eaux. Les eaux arctiques sont plus froides et plus salées et les eaux atlantiques plus chaudes et moins salées. Les premières plongent donc sous les secondes en direction de l'Antarctique, créant une aspiration des eaux atlantiques vers le nord.
Effets du phénomène
En 1855, un lieutenant de marine américain, Matthew Fontaine Maury, publia The Physical Geography Of The Sea and its Meteorology, un ouvrage qui connut un succès retentissant, dans lequel il affirmait que le Gulf Stream avait un rôle essentiel dans la régulation des températures sur l'Ouest de l'Europe en hiver. En se basant sur des observations réalisées de part et d'autre de l'Atlantique, l'auteur conclut que le Gulf Stream, seule vraie source de chaleur locale était responsable du climat hivernal particulièrement doux. Mais ses observations étaient toutefois un peu faussées en raison de l'absence de relevés climatiques précis en haute mer. Par conséquent, l'auteur ne faisait pas la distinction entre les climats « maritimes » et continentaux, fondamentalement différents. Le Gulf Stream expliquait donc pour Maurice Fontaine Maury l'écart de température de 15°C en hiver, entre l'Est canadien et l'Europe de l'Ouest.
Ainsi en hiver, selon cette théorie, le Gulf Stream, courant chaud, transférerait son énergie thermique aux vents d'ouest froids. Il stabiliserait donc de manière importante le déséquilibre entre les couches atmosphérique et océanique, dû à un rayonnement solaire moins important. Les deux couches s'équilibreraient, réduisant de la sorte le refroidissement des températures.
Cette théorie est la plus connue, et la plus retenue, à tel point qu'elle est presque devenue une certitude « folklorique », et on la retrouve partout, que ce soit dans les livres de géographie, les guides touristiques, les Encyclopédies. Elle n'a pas été retenue par sa justesse, mais simplement parce qu'elle était la seule, et elle est très ancrée dans les esprits. Elle a été soutenue jusqu'à très récemment, on retrouve des articles la confirmant jusqu'en 1997. Mais le défaut de cette thèse, vieille de plusieurs siècles, est qu'elle n'a jamais été démontrée par des procédés modernes. Même si elle semble être assez évidente, on ignore l'importance de l'impact de ce courant marin sur le climat européen.
En effet, car même s'il jouerait un rôle sur le climat, le Gulf Stream n'est pas le seul à l'origine de cette douceur des hivers européens. Il y a également deux autres phénomènes. D'une part, l'énergie thermique accumulée pendant l'été par le continent, mais surtout par les mers et l'océan Atlantique qui bordent l'Europe occidentale, est restituée pendant l'hiver à l'air ambiant. D'autre part, le courant océanique de jet, c'est-à-dire la déviation des vents par la rotation de la Terre, ou force de Coriolis apporte en hiver sur le continent, grâce aux vents d'Ouest dominants, de l'air océanique beaucoup plus doux que l'air continental. Or les vents dominants viennent de l'ouest en Europe et du Nord à l'est de l'amérique du Nord.
La seule étude scientifique des effets du Gulf Stream sur le climat a été publiée en 2002 par le climatologue Richard Seager et lui permet de conclure que l'effet du Gulf Stream relève du mythe. Selon les simulations qu'il a menées, l'écart observé de températures moyennes durant l'hiver entre l'est des Etats-Unis et l'Ouest européen n'est pas lié aux échanges thermiques du Gulf Stream, mais aux sens des vents dominants entre ces deux continents : c'est surtout la présence des montagnes rocheuses et la configuration géographique qui expliquent les écarts de température, le vent à l'est des Etats-Unis venant du nord, tandis que le vent à l'ouest de l'Europe venant de l'ouest. Le Gulf Stream aurait un effet négligeable et son arrêt ne provoquerait aucun effet perceptible.[1][2]
Possibilités de disparition du Gulf-stream
Depuis plus d'un million d'années, la Terre connaît une succession de glaciations et de périodes inter-glaciaires, avec une périodicité de 100 000 ans. Chacune de ces périodes dure en gros 10 000 ans avec des transitions d'approximativement 40 000 ans. On a constaté, grâce à des prélèvements de glace en Antarctique, que le taux de CO² dans l'atmosphère variait avec les températures. Il oscillait en effet de 180 ppmv lors des glaciations à 280 ppmv en périodes inter-glaciaires (1 ppmv est une partie par million en volume c'est-à-dire 1 cm³ par m³ d'air). Nous sommes aujourd'hui depuis 10 000 ans dans une période inter-glaciaire. Tout porte à croire que la prochaine glaciation n'est pas loin.
Or, avec les activités humaines, le taux de CO² dans l'atmosphère atteint 370 ppmv, un niveau jamais atteint ce dernier million d'années. Sa croissance s'accélère et devient exponentielle, si bien qu'en 2050, il devrait atteindre 700 ppmv, et avoir ainsi doublé. Sans oublier le méthane, issu de la digestion des ruminants et des marais et rizières, qui est aussi un gaz à effet de serre, et qui augmente également rapidement. Nous savons déjà que la température a augmenté de 0,6°C en 100 ans, à la surface du globe ; et que par dilatation de l'eau chaude le niveau des océans monte (la fonte des glaciers continentaux ne peut pas induire une montée des océans quantifiable).
Mais sur l'Atlantique Nord, un autre phénomène, lié au réchauffement de la planète, guette. L'effet de serre est en train de faire fondre les glaciers de l'Arctique, mais aussi d'augmenter la pluviométrie de l'Atlantique Nord. Ces deux phénomènes réunis sont à l'origine d'un apport d'eau douce sur cette région. Si jamais ce dernier venait à être trop important, comme cela fut le cas au début de la dernière période glaciaire (-11 000 environ avant notre ère : les glaciers fondent en Amérique du Nord, libérant les eaux d’immenses lacs qui refroidissent les courants marins et produisent un refroidissement général du climat terrestre), alors le Gulf Stream pourrait disparaître. En effet, un important apport d'eau douce diminuerait les différences de densité de l'eau entre l'océan arctique et la mer de Norvège. Le lieu de plongée des eaux froides et salées se retrouverait au niveau des Açores ; et le Gulf Stream se replierait sur lui-même n'allant plus au-delà des Açores.
Conséquences possibles
Les simulations de Richard Seager établissent que le Gulf Stream a un effet faible ou négligeable sur le climat en Europe et l'hypothétique arrêt du Gulf Stream (qui se produirait dans 20 ou dans 200 ans) produirait un très léger refroidissement des températures hivernales en Europe de l'Ouest