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Nouvelle carte des planchers océaniques dans le monde // New map of ocean floors in the world

Une étude récente révèle qu’un satellite nouvelle génération a cartographié les fonds océaniques sur Terre avec un niveau de détail sans précédent.
La première année de mesures de la mission satellitaire SWOT (Surface Water and Ocean Topography), lancée en décembre 2022 et mise au point par la NASA aux États Unis et le Centre national d’études spatiales (CNES) en France, a permis d’étudier les frontières entre les continents et d’identifier des collines et des volcans sous-marins qui étaient trop petits pour être détectés jusqu’à présent par les satellites. Les chercheurs affirment que ces découvertes géologiques feront avancer la science, notamment dans le domaine de la tectonique. La nouvelle cartographie pourrait également fournir des informations inédites sur les courants océaniques, le transport des nutriments dans l’eau de mer et l’histoire géologique des océans sur Terre.

Grâce à une résolution de 8 kilomètres et un survol de 21 jours couvrant la majeure partie de la planète, une seule année de données fournie par la mission satellitaire SWOT offre une image plus claire et précise des fonds océaniques que 30 ans de données recueillies jusqu’à aujourd’hui par des navires et des satellites.
Pour repérer les reliefs sous-marins, SWOT mesure la hauteur de la surface de l’océan. Malgré les apparences, cette surface n’est pas plate. En effet, l’attraction gravitationnelle des structures sous-marines telles que les collines et les volcans fait que l’eau s’accumule et s’étale à leur sommet. Les variations de hauteur de la surface de la mer indiquent donc ce qui se trouve en profondeur.

Source: ESA

L’équipe scientifique s’est concentrée sur trois types de reliefs sous-marins : les collines abyssales, les petits volcans sous-marins et les marges continentales. Les collines abyssales – des dorsales parallèles de quelques centaines de mètres de hauteur – sont formées par les mouvements des plaques tectoniques. À l’aide des données SWOT, les chercheurs ont cartographié des collines de manière individuelle et ont repéré certains endroits où l’orientation des dorsales a changé, ce qui laisse supposer qu’à un moment donné de l’histoire de la Terre, la plaque tectonique qui les a formées a modifié son mouvement. Les chercheurs ne s’attendaient pas à voir autant de collines en si peu de temps.
L’étude s’est attardée sur les volcans sous-marins (seamounts en anglais), qui affectent les courants océaniques et jouent souvent le rôle de points chauds pour la biodiversité. Les anciens satellites avaient cartographié les volcans sous-marins les plus imposants, mais dans les données SWOT les scientifiques en ont repéré des milliers d’autres plus petits, et jusqu’alors inconnus, de moins de 1000 mètres de hauteur.
Les nouvelles données ont permis à l’équipe scientifique d’affiner les frontières tectoniques et de mieux définir les courants océaniques à proximité des zones côtières. Ces derniers sont intéressants car, avec les marées, ils apportent des nutriments et des sédiments terrestres à l’océan et influencent la biodiversité et l’écologie des zones côtières.
Pendant le reste de sa mission scientifique de trois ans, SWOT continuera de collecter des données sur les courants océaniques, de cartographier le fond des océans et d’évaluer la disponibilité en eau douce à l’échelle de la planète.
Source : Live Science via Yahoo News.

Nouvelle cartographie des océans (Source : NASA / SWOT)

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A recent study reveals that a new satellite has mapped Earth’s ocean floors in unprecedented detail.

The first year of measurements from NASA’s Surface Water and Ocean Topography (SWOT) satellite mission, launched in December 2022 and developed by NASA and France’s Centre National D’Etudes Spatiales (CNES), enabled researchers to study the boundaries between continents and identify underwater hills and volcanoes that were too small to be detected by earlier satellites. The researchers say that these features will push scientific developments forward, including tectonic theories. The findings could also provide new information about ocean currents, nutrient transport in seawater and the geologic history of Earth’s oceans.

With an 8-kilometer resolution and 21-day path covering most of the planet, just one year of data from SWOT gives a clearer picture of the ocean floor than 30 years of data gathered by ships and older satellites.

To spot underwater features, SWOT measures the height of the ocean surface. Despite appearances, that surface is not flat. The gravitational pull of underwater structures like hills and volcanoes causes water to pile atop those structures in spread-out lumps. Changes in the sea surface height therefore point to what lies deep beneath the surface.

The scientific team focused on three types of underwater features: abyssal hills, small seamounts and continental margins. Abyssal hills – parallel ridges that are just a few hundred meters tall – are formed by the movements of tectonic plates. Using SWOT data, the researchers mapped individual hills and spotted a few places where the direction of the ridges changed, suggesting that at some point in Earth’s history, the tectonic plate that formed them changed the direction of its movement. The researchers were not expecting to see so many hills in so little time.

The study lingered on seamounts, or underwater volcanoes, which affect ocean currents and often act as hotspots for biodiversity. Older satellites have mapped large seamounts, but the scientists spotted thousands of smaller, previously unknown seamounts less than 1,000 meters tall in the SWOT data.

The new data helped the scientific team to further refine maps of tectonic boundaries and ocean currents near coastal areas. These features are interesting because the ocean currents and tides bring nutrients and sediments from the land to the ocean and influence the biodiversity and ecology in the coastal areas.

In the remainder of its three-year science mission, SWOT will continue to collect data on ocean currents, map the ocean floor and assess global freshwater availability throughout the year.

Source : Live Science via Yahoo News.

La mer d’Irminger, une partie cruciale de l’AMOC // The Irminger Sea, a crucial part of the AMOC

J’ai insisté à plusieurs reprises sur l’importance de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC) pour réguler le climat et sur ce qui se passerait si cet énorme tapis roulant cessait de fonctionner. Dans une étude récente publiée dans Science Advances, des scientifiques ont identifié le moteur océanique qui joue le plus grand rôle dans la gestion des principaux courants atlantiques qui régulent le climat de la Terre.
La mer d’Irminger, au sud-est du Groenland, est l’endroit où arrivent les eaux chaudes qui transportent la chaleur vers le nord depuis l’hémisphère sud, puis retournent vers le sud en s’enfonçant le long du fond de l’océan. En tant que telle, cette région joue un rôle essentiel dans le fonctionnement de l’AMOC. L’étude explique qu’il est urgent de mieux surveiller cette zone particulière.
L’AMOC, qui comprend le Gulf Stream, maintient un climat tempéré dans l’hémisphère nord et régule les conditions météorologiques à travers le monde. Toutefois, en raison du réchauffement climatique, l’AMOC pourrait ne pas maintenir les températures stables très longtemps. Les recherches montrent qu’en se déversant dans l’Atlantique Nord, l’eau de fonte de l’Arctique réduit la densité des eaux de surface et les empêche de s’enfoncer pour former des courants de fond. Cette situation ralentit le processus qui alimente l’AMOC.
La mer d’Irminger est particulièrement importante pour maintenir ces courants de fond. On peut lire dans l’étude que « l’arrivée d’eau douce dans cette région non seulement inhibe directement la formation d’eau profonde – essentielle pour maintenir la force de l’AMOC – mais cela modifie également les schémas de circulation atmosphérique. » Une réduction de la quantité d’eau qui s’enfonce dans la mer d’Irminger a probablement des impacts plus importants sur le climat de la planète que des réductions du même type dans d’autres mers du nord.
La mer d’Irminger a une influence très forte sur la force de l’AMOC car elle régule la quantité d’eau qui s’enfonce pour former des courants profonds dans les mers voisines par le biais de processus atmosphériques. L’apport d’eau douce dans la mer d’Irminger améliore le flux d’eau douce dans la Mer du Labrador entre le sud-ouest du Groenland et la côte du Canada, par exemple. Une réduction importante de la formation de courants profonds dans la mer d’Irminger aura des effets en cascade sur la formation de courants profonds dans tout l’Atlantique Nord.
Les auteurs de l’étude ont examiné l’impact de l’eau de fonte sur l’AMOC à l’aide d’un modèle climatique qui simulait une augmentation de l’apport d’eau douce dans quatre régions : la mer d’Irminger, la Mer du Labrador, les mers nordiques et l’Atlantique Nord-Est. Les chercheurs ont pu détecter la sensibilité de l’AMOC à l’eau de fonte dans chaque région, puis ils ont identifié des changements spécifiques du climat de la planète liés à chaque scénario. Le rôle de la mer d’Irminger pour l’AMOC a dépassé celui des trois autres régions du modèle et a déclenché des réactions climatiques plus fortes. La réduction de la formation d’eau profonde a entraîné un refroidissement généralisé dans l’hémisphère nord, ainsi qu’une expansion de la glace de mer arctique, car l’eau chaude n’arrivait plus en provenance du sud.
La simulation a également montré un léger réchauffement dans l’hémisphère sud et a confirmé les conclusions précédentes selon lesquelles un AMOC plus faible perturbait très fortement les systèmes de mousson tropicale.
Source : Live Science via Yahoo News.

Vue des courants océaniques dans la mer d’Irminger (Source : Oceanography)

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I have insisted several times on the importance of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) to regulate the climate and what would happen if this huge conveyor belt stopped working. In a recent study published in Science Advances, scientists have pinpointed the ocean engine with the biggest role in driving key Atlantic currents that regulate Earth’s climate.

The Irminger Sea off southeastern Greenland is where warm waters that transport heat northwards from the Southern Hemisphere sink and then return south along the bottom of the ocean. As such, this region plays a critical role in powering the AMOC. The study highlights the urgent need for better monitoring in this particular location.

The AMOC, which includes the Gulf Stream, maintains a temperate climate in the Northern Hemisphere and regulates weather patterns across the globe. But due to climate change, the AMOC may not keep temperatures stable for much longer. Research shows that Arctic meltwater gushing into the North Atlantic is reducing the density of surface waters and preventing them from sinking to form bottom currents, thus slowing the machine that powers the AMOC.

It turns out the Irminger Sea is particularly important for keeping these bottom currents flowing. One can read in the study that « freshwater release in this region not only directly inhibits deep-water formation — essential for maintaining the strength of the AMOC — but also alters atmospheric circulation patterns. » A reduction in the amount of water sinking in the Irminger Sea likely has greater impacts on the global climate than reductions of the same kind in other northern seas.

The Irminger Sea has a disproportionate influence on the strength of the AMOC because it regulates the amount of water sinking to form deep currents in nearby seas through atmospheric processes. Freshwater input into the Irminger Sea enhances freshwater flow into the Labrador Sea between southwestern Greenland and the coast of Canada, for example, so a reduction in deep-current formation in the Irminger Sea has knock-on effects for deep-current formation across the entire North Atlantic.

The authors of the study examined the impact of meltwater on the AMOC using a climate model that simulated an increase in freshwater input in four regions : the Irminger Sea, the Labrador Sea, the Nordic Seas and the Northeast Atlantic. The researchers were able to detect the sensitivity of the AMOC to meltwater in each region, then identified specific changes in the global climate linked to each scenario. The role of the Irminger Sea for the AMOC outweighed that of the three other regions in the model and triggered stronger climate responses. Reduced deep-water formation led to widespread cooling in the Northern Hemisphere, as well as Arctic sea ice expansion, because warm water was not being brought up from the south.

The simulation also showed slight warming in the Southern Hemisphere and bolstered previous findings that a weaker AMOC would throw tropical monsoon systems into chaos.

Source : Live Science via Yahoo News.

Réchauffement climatique et AMOC (suite) // Global warming and AMOC (continued)

J’ai écrit plusieurs notes sur ce blog (3 août 2020, 8 août 2021, 20 octobre 2024, par exemple) montrant les effets possibles du réchauffement climatique sur les courants océaniques et plus particulièrement sur la circulation méridionale de retournement de l’Atlantique, ou AMOC.

Aujourd’hui, une nouvelle étude publiée le 27 octobre 2024 dans la revue Nature Communications nous informe que le réchauffement climatique a provoqué l’arrêt des courants océaniques atlantiques juste avant la dernière période glaciaire. L’affaiblissement de ces courants a déclenché une cascade d’effets, avec un refroidissement spectaculaire des mers nordiques – mers du Groenland, d’Islande et de Norvège – tandis que les océans environnants se réchauffaient.

Les scientifiques préviennent que nous pourrions nous diriger vers une situation identique avec le réchauffement climatique actuel et des températures qui se rapprochent des niveaux qui existaient avant la dernière période glaciaire. La dernière période interglaciaire (il y a 130 000 à 115 000 ans), qui s’est déroulée entre les deux périodes glaciaires précédentes, a été marquée par des températures plus chaudes, des niveaux de mer plus élevés et des calottes glaciaires plus petites que celles que nous connaissons aujourd’hui. Les climatologues affirment que la dernière période interglaciaire montre ce qui nous attend dans le futur proche si nous ne parvenons pas à réduire nos émissions de gaz à effet de serre, avec des températures atteignant 1 à 2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels.

Les auteurs de l’étude ont découvert qu’il y a environ 128 000 ans, l’accélération de la fonte de la glace de mer arctique avait eu un effet significatif sur la circulation de retournement dans les mers nordiques. Ces courants jouent un rôle essentiel dans la circulation méridionale de retournement de l’Atlantique (AMOC), qui comprend le Gulf Stream. J’ai expliqué à plusieurs reprises que l’AMOC est essentielle au réchauffement de l’hémisphère nord et fonctionne comme un tapis roulant géant, avec les eaux chaudes de l’hémisphère sud qui se déplacent vers le nord à la surface de l’océan, puis se refroidissent et plongent au fond de l’Atlantique nord pour repartir vers le sud.

https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/ZgCHNJtd.TzPlSbLW8cPwg–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTU1OA–/https://media.zenfs.com/en/live_science_953/32f7a41dbb2303a4d74fab8130378dc3

La fonte des glaces dans l’Arctique peut avoir un impact significatif sur l’AMOC, car l’eau douce qui se déverse dans l’Atlantique Nord dilue les eaux de surface ; elle les empêche de couler dans les profondeurs pour former des courants profonds. Des recherches antérieures ont montré que l’AMOC ralentit déjà en raison du réchauffement climatique, et les scientifiques affirment que le système pourrait s’arrêter dans les décennies à venir. Dans ma note du 20 octobre 2024, j’ai indiqué que 44 éminents climatologues ont tiré la sonnette d’alarme à propos de l’AMOC dans une lettre ouverte adressée au Conseil Nordique qui s’est tenu à Reykjavik (Islande). La lettre énumère les risques liés à un arrêt de l’AMOC, notamment un refroidissement majeur dans l’hémisphère nord et des changements catastrophiques dans les régimes de mousson tropicale. Les modèles climatiques montrent que l’AMOC pourrait s’arrêter avant 2100, bien qu’ il existe des incertitudes dans les échelles de temps.

Les auteurs de la nouvelle étude ont analysé des données nouvelles et existantes provenant de carottes de sédiments prélevées dans la mer de Norvège. Ils ont comparé ces données à des informations similaires provenant de sédiments de l’Atlantique Nord pour reconstituer la distribution de la glace de mer, la température de surface de la mer, la salinité, la convection des océans profonds et les sources d’eau de fonte pendant le dernier interglaciaire. Les résultats révèlent que l’eau de fonte de l’Arctique a bloqué la formation de courants océaniques profonds dans la mer de Norvège pendant le dernier interglaciaire. Cela a considérablement ralenti la progression de l’AMOC vers le sud, ce qui aussi ralenti le moteur qui apporte de la chaleur à l’hémisphère nord. L’étude met en évidence ce qui pourrait arriver à l’AMOC dans un avenir proche. Les observations par satellite montrent une réduction drastique de la glace de mer arctique au cours des quatre dernières décennies, et les scientifiques affirment que les étés sans glace se produiront probablement d’ici 2050.

https://youtu.be/Vj1G9gqhkYA

Cela aura des conséquences majeures pour l’AMOC. L’étude rappelle également que le climat de notre planète est un équilibre fragile et que l’action climatique est une urgence. Un affaiblissement sévère de l’AMOC aurait de graves conséquences pour les régions de haute latitude et au-delà.

Source : Live Science via Yahoo News.

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I have written several posts on this blog (3 August 2020, 8 August 2021, 20 October 2024, for instance) showing the possible effects of global warming on ocean currents and more particularly the Atlantic Meridional Overturning Circulation, or AMOC.

Today, a new study published on 27 October 2024 in the journal Nature Communications informs us that global warming caused Atlantic Ocean currents to collapse just before the Last Ice Age. The weakening currents triggered a cascade of effects, resulting in a dramatic cooling of the Nordic Seas – the Greenland, Iceland and Norwegian seas – while the surrounding oceans grew warmer. Scientists warn we could be heading toward the same situation again with the current global warming and temperatures that are racing close to the levels that existed before the Last Ice Age.

The Last Interglacial period (130,000 to 115,000 years ago), which occurred between the previous two ice ages, was characterized by higher temperatures, higher sea levels and smaller ice sheets than we see today. Climate scientists say the Last Interglacial provides an analogue for the near future if countries fail to slash greenhouse gas emissions, with temperatures reaching 1 to 2 degrees Celsius above preindustrial levels. The authors of the study found that about 128,000 years ago, enhanced melting of Arctic sea ice had a significant effect on the overturning circulation in the Nordic Seas.

Nordic Sea currents play a critical part in the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), which includes the Gulf Stream. I have expllained several times that the AMOC is essential for warming the Northern Hemisphere and functions like a giant conveyor belt, with warm waters from the Southern Hemisphere riding northward on the ocean surface and then cooling and plunging to the bottom in the North Atlantic to travel back south.

https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/ZgCHNJtd.TzPlSbLW8cPwg–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTU1OA–/https://media.zenfs.com/en/live_science_953/32f7a41dbb2303a4d74fab8130378dc3

Melting ice in the Arctic can significantly impact the AMOC, because fresh water pouring into the North Atlantic dilutes surface waters, preventing them from sinking to the bottom to form deep currents. Previous research has shown the AMOC is already slowing down as a result of global warming, and scientists say the system could grind to a halt in the coming decades.

In my post of 20 October 2024, I indicated that 44 leading climate scientists rang the alarm bell on the AMOC in an open letter addressed to the Nordic Council of Ministers that was held in Reykjavik (Iceland). The letter outlined the risks linked to an AMOC collapse, including major cooling in the Northern Hemisphere and catastrophic shifts in tropical monsoon patterns.

Climate models suggest the AMOC could collapse before 2100, but there are huge uncertainties in predicting the timescales.

The authors of the new study analyzed new and existing data from sediment cores from the Norwegian Sea. They compared these data to similar information from North Atlantic sediments to reconstruct the sea ice distribution, sea surface temperature, salinity, deep ocean convection and sources of meltwater during the Last Interglacial. The results suggest Arctic meltwater blocked the formation of deep-ocean currents in the Norwegian Sea during the Last Interglacial. This considerably slowed the southward flow of the AMOC, in turn slowing the engine that brings heat to the Northern Hemisphere.

The study highlights what could happen to the AMOC in the near future. Satellite observations show a drastic decline in Arctic sea ice over the past four decades, and scientists say ice-free summers will likely take hold by 2050.

https://youtu.be/Vj1G9gqhkYA

These will have major consequences for the AMOC. The study also sends out another reminder that our planet’s climate is a delicate balance, and that climate action is an emergency. A severe weakening of the AMOC would have serious implications for the high latitude regions and beyond.

Source : Live Science via Yahoo News.

Et si le Gulf Stream s’arrêtait ? // What if the Gulf Stream stopped ?

J’ai écrit plusieurs notes sur ce blog à propos de l’affaiblissement de l’AMOC, autrement dit la circulation méridienne de renversement de l’Atlantique, par exemple le 17 avril 2018, le 3 août 2020, ou encore le 8 août 2021. Aujourd’hui, les scientifiques pensent que « l’océan Atlantique se dirige vers un point de non-retour avec le Gulf Stream. » C’est le titre d’un article publié sur le site The Conversation. Les chercheurs craignent que le réchauffement climatique puisse arrêter la circulation méridionale de retournement de l’Atlantique, essentielle au transport de la chaleur des tropiques vers les latitudes septentrionales. Un tel arrêt aurait inévitablement de graves conséquences.

Au cours des dernières années, à partir de 2004, les instruments ont montré que la circulation du Gulf Stream dans l’océan Atlantique a considérablement ralenti, atteignant peut-être son état le plus faible depuis près d’un millénaire. Des études montrent également que la circulation a déjà atteint un point de basculement dans le passé et qu’elle pourrait à nouveau l’atteindre à mesure que la planète se réchauffe et que les glaciers et les calottes glaciaires fondent.
Dans une nouvelle étude utilisant des modèles climatiques dernière génération, les scientifiques ont simulé la circulation de l’eau douce dans l’océan jusqu’à ce qu’elle atteigne ce point de non-retour. Les résultats montrent que la circulation pourrait s’arrêter complètement d’ici un siècle après avoir atteint le point de basculement, et qu’elle se dirige désormais dans cette direction. Si ce point critique était atteint, les températures moyennes chuteraient de plusieurs degrés en Amérique du Nord, dans certaines parties de l’Asie et de l’Europe, et les populations subiraient des conséquences graves et en cascade dans le monde entier.
Dans la circulation de l’océan Atlantique, les eaux de surface relativement chaudes et salées proches de l’équateur s’écoulent vers le Groenland. Au cours de ce voyage, elles traversent la mer des Caraïbes, remontent dans le golfe du Mexique, puis longent la côte est des États-Unis avant de traverser l’Atlantique. Ce courant, le Gulf Stream, apporte de la chaleur en Europe. À mesure qu’elle s’écoule vers le nord et se refroidit, la masse d’eau devient plus lourde. Au moment où elle atteint le Groenland, elle commence à s’enfoncer et à se diriger ensuite vers le sud. Au moment où l’eau s’enfonce, il se produit un nouvel apport ailleurs dans l’Atlantique, lançant un cycle qui se répète, comme un tapis roulant.

Une trop grande quantité d’eau douce provenant de la fonte des glaciers et de la calotte glaciaire du Groenland fait baisser la salinité de l’eau et donc l’empêche de s’enfoncer, ce qui affaiblit l’énergie du tapis roulant océanique. Il s’ensuit un engrenage : un tapis roulant plus faible transporte moins de chaleur vers le nord et permet également à moins d’eau plus lourde d’atteindre le Groenland, ce qui affaiblit encore davantage la force du tapis roulant. Une fois atteint le point de basculement, le tapis roulant s’arrête rapidement. La dernière étude a révélé qu’il pourrait s’arrêter d’ici une centaine d’années.
Si le Gulf Stream s’arrêtait, cela ferait chuter la température de quelques degrés sur les continents nord-américain et européen. Selon l’étude, certaines parties du continent se refroidiraient de plus de 3 degrés Celsius par décennie, bien plus rapidement que le réchauffement climatique actuel qui est d’environ 0,2 degré Celsius par décennie. En revanche, les régions de l’hémisphère sud se réchaufferaient de quelques degrés. Ces changements de température s’étaleraient sur une centaine d’années.
L’arrêt du tapis roulant affecterait également le niveau de la mer et la configuration des précipitations. Par exemple, la forêt amazonienne est vulnérable à la baisse des précipitations. Si son écosystème forestier se transformait en prairies, la transition libérerait du carbone dans l’atmosphère et entraînerait la perte d’un précieux puits de carbone, accélérant ainsi le réchauffement climatique.
L’AMOC s’est déjà considérablement ralenti dans un passé lointain. Lorsque les calottes glaciaires qui recouvraient une grande partie de la planète fondaient, l’apport d’eau douce ralentissait la circulation atlantique, déclenchant d’énormes fluctuations climatiques.
La grande question est de savoir quand la circulation atlantique atteindra un point de basculement et donc de non-retour. Personne n’a la réponse. Les observations ne remontent pas assez loin dans le temps pour fournir un résultat clair. Une étude récente explique que le tapis roulant approche rapidement de son point de basculement, peut-être d’ici quelques années, mais les analyses statistiques ont formulé plusieurs hypothèses qui laissent planer le doute.

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I have written several posts on this blog about the weakening of the AMOC, like on 17 April 2018, 3 August 2020, 8 August 2021). Today, scientists think that « the Atlantic Ocean is headed for a tipping point in the Gulf Stream. » This is the title of an arpicle published on the website The Conversation. Scientists fear that global warming may shut down the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) which is crucial for carrying heat from the tropics to the northern latitudes. Such a shutdown would inevitably have severe consequences.

Over the past few years, starting in 2004, instruments deployed in the ocean have shown that the Atlantic Ocean circulation has slowed over the past two decades, possibly to its weakest state in almost a millennium. Studies also suggest that the circulation reached a dangerous tipping point in the past and that it could hit that tipping point again as the planet warms and glaciers and ice sheets melt.

In a new study using the latest generation climate models, scientists have simulated the flow of fresh water until the ocean circulation reached that tipping point. The results show that the circulation could fully shut down within a century after hitting the tipping point, and that it is now headed in that direction. If that tipping point was reached, average temperatures would drop by several degrees in North America, parts of Asia and Europe, and people would see severe and cascading consequences around the world.

In the Atlantic Ocean circulation, the relatively warm and salty surface water near the equator flows toward Greenland. During its journey, it crosses the Caribbean Sea, loops up into the Gulf of Mexico, and then flows along the U.S. East Coast before crossing the Atlantic. This current, the Gulf Stream, brings heat to Europe. As it flows northward and cools, the water mass becomes heavier. By the time it reaches Greenland, it starts to sink and flow southward. The sinking of water near Greenland pulls water from elsewhere in the Atlantic Ocean and the cycle repeats, like a conveyor belt.

Too much fresh water from melting glaciers and the Greenland ice sheet can dilute the saltiness of the water, preventing it from sinking, and weaken this ocean conveyor belt. A weaker conveyor belt transports less heat northward and also enables less heavy water to reach Greenland, which further weakens the conveyor belt’s strength. Once it reaches the tipping point, it shuts down quickly.The latest study found that the conveyor belt may shut down within 100 years.

Should the Gulf Stream stop, it wouldcool the North American and European continents by a few degrees. According to the study, parts of the continent would cool by more than 3 degrees Celsius per decade, far faster than today’s global warming of about 0.2 degrees Celsius per decade. On the other hand, regions in the Southern Hemisphere would warm by a few degrees. These temperature changes would develop over about 100 years.

The conveyor belt shutting down would also affect sea level and precipitation patterns. For example, the Amazon rainforest is vulnerable to declining precipitation. If its forest ecosystem turned to grassland, the transition would release carbon to the atmosphere and result in the loss of a valuable carbon sink, further accelerating climate change.

The Atlantic circulation already slowed significantly in the distant past. During glacial periods when ice sheets that covered large parts of the planet were melting, the influx of fresh water slowed the Atlantic circulation, triggering huge climate fluctuations.

The big question — when will the Atlantic circulation reach a tipping point ? — remains unanswered. Observations don’t go back far enough to provide a clear result. While a recent study suggested that the conveyor belt is rapidly approaching its tipping point, possibly within a few years, the statistical analyses made several assumptions that give rise to uncertainty.