Sauter l'index du livret et aller au contenu de la page

Le cycle de la glace de mer

Croissance

Après qu'une couche de glace se soit formée, elle peut s'épaissir par la congélation de l'eau se trouvant directement sous cette dernière. Ceci signifie que de la chaleur doit être retirée de l'eau.

croissance de la glace de mer à partir d'une couche de glace à des floes de glace avec une épaisseur augmentante.

Quand l'air au-dessus de la glace est plus froid que l'eau au-dessous, de la chaleur passe de l'eau à l'air par conduction à travers la glace. Comme toujours, la chaleur passe d'un corps chaud (l'eau) à un corps froid (l'air). On a trouvé que le taux auquel la chaleur quitte l'eau est proportionnel à la différence de température entre l'air et l'eau, et qu'il est inversement proportionnel à l'épaisseur de la couche de glace et de la couche de neige.

Diagramme de l'épaisseur des glaces après une journée et une semaine.

À de très basses températures de l'air, une couche de glace mince s'épaissira rapidement au début-par exemple, de 8 à 10 cm (3 à 4 pouces)-durant les 24 premières heures. Ensuite le taux de croissance diminue à mesure que la glace s'épaissit.

 

En plus de croître par en dessous, une couche de glace peut aussi croître lorsque des floes se joignent les uns aux autres, ou encore par accumulation de gadoue, de glaçons ou de floes quand le vent souffle du large.

Couverture nivale

La neige qui couvre la glace agit comme une couverture et ralentit le flux de chaleur provenant de l'eau. L'efficacité de la neige en tant qu'isolant dépend principalement de son degré de compaction. Une couche de neige légère, fraîchement tombée, constitue un excellent isolant à cause de la grande quantité d'air qu'elle contient. D'autre part, une couche de neige compacte et dure n'est pas un bon isolant.

Le tableau suivant décrit les qualités isolantes de certains types de neige en fonction de l'épaisseur de glace qui aurait le même effet isolant.

5 cm de divers types de neige:Épaisseur de glace équivalente :
Neige fraîchement tombée264 - 381 cm
Neige de la veille175 - 193 cm
Neige « normale »61 - 97 cm
Vieille neige41 - 61 cm
Vieille neige compactée24 - 31 cm
Neige très froide balayée par le vent19 - 24 cm

Il apparaît donc clairement que quelques centimètres de neige sur la glace, surtout si elle est fraîchement tombée, réduiront de beaucoup le taux de croissance de la glace.

Structure de la glace de mer

Quand la température de la surface de l' eau atteint le point de congélation, il se forme de petites aiguilles ou plaques- d'environ 10 mmd'extension-de glace pure. C'est l'accumulation continue de ces cristaux qui donne à l'eau un aspect huileux et qui entraîne bientôt la formation d'une couche de gadoue.

Cellules de saumure

Dès que les cristaux se forment, la salinité de l' eau dans leur voisinage immédiat augmente légèrement parce que le sel en solution n'entre pas initialement dans les cristaux. Cette eau plus salée et, par conséquent, plus dense tend à sombrer. Lorsqu'un nombre suffisant de cristaux se sont formés, ils se soudent les uns aux autres d'une façon telle que de petits espaces, ou cellules, demeurent entre les groupes de cristaux sous forme liquide. Une partie du sel résiduel se trouve piégé dans les cellules, que l'on nomme cellules de saumure.

Si les cristaux de glace se forment lentement à la surface de l'eau, la plus grande partie du sel résiduel a le temps de diffuser vers le bas dans l'eau. Ainsi, quand les cristaux se soudent les uns aux autres, moins de sel se trouve piégé dans la glace en formation. Mais quand les cristaux se soudent rapidement, davantage de sel se trouve emprisonné dans les cellules de saumure sans pouvoir diffuser dans l'eau au-dessous. La glace qui se forme rapidement est donc initialement plus salée que la glace qui se forme lentement.

Diagramme d'une cellule de saumure.

Une partie de la saumure emprisonnée dans les cellules de la glace demeure liquide même à très basse température. Avec la baisse de température dans la glace, la formation de cristaux de glace continue dans les cellules de saumure et il reste moins d'eau liquide. La saumure qui reste devient donc encore plus salée et il faut que la température s'abaisse davantage pour que de nouveaux cristaux se forment.