Le cycle de la glace de mer : chapitre 1

Table des matières

Formation

La température de congélation de l'eau-c'est-à-dire de l'eau douce-au repos est de 0°C. En revanche, la température de congélation de l'eau de mer est inférieure à 0°C; de plus, elle varie avec le degré de salinité. Plus le degré de salinité est élevé, plus la température de congélation est basse.

Pour que l'eau gèle et forme de la glace, elle doit d'abord être refroidie jusqu'à son point de congélation. Un tel refroidissement suppose une perte de chaleur.

Prise en glace

Diagramme de la formation de la glace de mer de crystaux de glace à la gadoue à de la glace en crêpes

Le premier signe de prise en glace sur la mer est unaspect huileux de l'eau, lequel est causé par la formation de cristaux en forme d'aiguille. Ces cristaux sont formés de glace pure exempte de sel. Leur nombre augmente jusqu'à ce que la mer soit recouverte d'une gadoue de consistance épaisse, semblable quelque peu à de la soupe.

 

En théorie, toute la masse d'eau doit être refroidie à son point de congélation avant que de la glace ne commence à s'y former. En réalité toutefois, les océans étant structurés en strates de salinité croissante, leur densité augmente donc avec la profondeur. Il suffit alors que les courants de convection atteignent un niveau où la densité est suffisante pour produire une couche stable. Puisque, en règle générale, les courants de convection atteignent 50 m, la glace commence à se former à la surface bien avant que l'eau à grande profondeur ait été refroidie à la température de congélation de l'eau en surface.

Lorsqu'une masse d'eau de densité uniforme perd de la chaleur à sa surface, la glace se formera alors :

  • plus rapidement s'il s'agit d'eau douce,
  • un peu moins vite s'il s'agit d'une eau de faible salinité, et
  • beaucoup moins vite dans le cas d'une eau de forte salinité.

Ainsi, dans les mêmes conditions, il faut une perte de chaleur moins grande pour former de la glace dans de l'eau douce que dans de l'eau salée. L'excédent de chaleur à retirer de l'eau salée provient de ce que son point de congélation est plus bas, mais aussi du fait que l'eau refroidie en surface sombre dans la masse d'eau, ce qui maintient le phénomène de convection jusqu'à ce que le point de congélation soit atteint.

Où se forme d'abord la glace?

La glace se forme d'abord dans les eaux peu profondes, près des côtes ou au-dessus des hauts-fonds ou des bancs, et particulièrement dans les baies, les bras de mer et les détroits dans lesquels il n'y a pas de courant, et dans les zones de faible salinité (l'embouchure des rivières, par exemple). La glace se forme plus facilement dans les eaux peu profondes simplement parce qu'il y a moins d'eau à refroidir. Plus grande est l'épaisseur d'une couche d'eau de haute salinité, plus la formation de glace sera tardive. En fait, les eaux profondes peuvent ne jamais geler complètement, l'hiver n'étant pas assez long pour qu'elles perdent suffisamment de chaleur.

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