The Arctic Ocean,
an outpost for the global
climate change
The facts
Recent observations made in the Arctic Ocean have revealed
an unexpected variability of the thickness of its sea ice cover
and, at the same time, have confirmed the existence of
important modifications of its hydrographic structure.
Evidence for such changes has progressively caught the
attention of the scientific community during the past ten
years, following the more systematic exploration of the Arctic
Ocean with research icebreakers and additional observations
collected from the US nuclear submarines made available to
scientists during the SCICEX operations (1993-1999).
As a result, an important warming of the warm and salty
Atlantic layer, which flows along the continental slope to the
south and east of the Eurasian Basin, has been observed,
together with a penetration further eastward into the
Makarov Basin.
Furthermore, the collection, since the late 70's, of remotely
sensed radiometric data from satellites, has allowed scien-
tists to build up time series of the global sea ice cover and to
detect a weak but significant tendency to a decrease of the
arctic sea ice extent, averaging to 2 to 3 parts per thousand
per year over the last two decades. A clear argument for
implying sea ice in the broader context of the arctic climate
variability is provided by the recent analysis made by scien-
tists from the University of Washington, which revealed a
mean arctic sea ice thickness lower than 2 m in the central
Arctic Basin over the period 1993-1997, that is a 40%
decrease by comparison with estimates made over the same
domain for the period 1958-1976 (figure 1). Before com-
menting about the more likely causes and the uncertain con-
sequences of these observations which are surprising for
more than one reason, it is necessary to put them in their
geographical and climatological context.
The Arctic Ocean circulation
Discovered by Nansen more than a century ago, the Arctic
Ocean is a deep ocean crossed by a submarine ridge which
extends from the siberian continental shelves to the
Greenland shelf over the North Pole (figure 2). This ridge,
called the Lomonosov ridge, culminates at 2 km above the
roughly 4 km deep abyssal plain and divides the Arctic Basin
into two main basins : the Eurasian Basin and the Canadian
Basin. In the present days, sea ice in the Northern
Hemisphere approximately covers 14 millions km
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in winter,
encompassing at that time almost the entire Arctic Ocean. In
summer, about half of the pack ice survives to melting and
persists until the following winter (figure 3, see color plates).
L'océan Glacial Arctique
aux avant-postes du changement
climatique global
Les faits
De récentes observations effectuées dans l'océan Glacial
Arctique ont révélé une variabilité insoupçonnée de l'épais-
seur des glaces de mer recouvrant cet océan, tout en con-
firmant l'existence de modifications importantes de sa
structure hydrologique. L'évidence de tels changements
s'est progressivement imposée à la communauté scien-
tifique depuis une dizaine d'années, suite à l'exploration
plus systématique de l'océan Arctique à partir des brises-
glace de recherche ainsi qu'aux observations recueillies
depuis les sous-marins nucléaires de l'US Navy mis à la dis-
position des scientifiques lors des opérations SCICEX
(1993-99).
C'est ainsi que l'on a pu mettre en évidence un réchauffe-
ment important de la couche d'eau Atlantique qui s'é-
coule le long des talus continentaux situés au sud et à
l'est du bassin Eurasien ainsi qu'une pénétration plus
avant vers l'est dans le bassin de Makarov de cette eau
chaude et salée.
Par ailleurs, l'accumulation, depuis la fin des années 70,
de données radiométriques satellitales a permis de con-
struire des séries temporelles de la couverture globale
des glaces de mer polaires et de déceler une tendance
faible mais significative à la diminution de l'étendue des
glaces de mer arctiques, de l'ordre de 2 à 3 pour mille
en moyenne par an. L'analyse récente des chercheurs de
l'Université de Washington, révélant une épaisseur
moyenne des glaces arctiques inférieure à 2 mètres dans
la partie centrale du bassin arctique sur la période 1993-
97, soit en diminution de 40 % par rapport aux valeurs
établies dans les années 1958-76 sur le même domaine,
fournit un indice clair de l'implication des glaces de mer
dans le contexte plus large de la variabilité climatique
en Arctique (figure 1). Avant de commenter les causes
(probables) et les conséquences (incertaines) de ces
observations surprenantes à plus d'un titre, il est néces-
saire de les replacer dans leur contexte à la fois géo-
graphique et climatique.
La circulation de l'océan Arctique
Découvert par F. Nansen il y a plus d'un siècle, l'océan
Arctique est un océan profond barré par une chaîne de
montagnes qui s'étend des plateaux continentaux
sibériens jusqu'au voisinage du Groenland en passant par
le pôle nord géographique (figure 2). C'est la dorsale de
Lomonosov qui s'élève à 2 km au-dessus de la plaine
abyssale située en moyenne à 4 km de profondeur, et qui
Lettre pigb-pmrc France
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