Le cycle de la glace de mer : chapitre 4
Désintégration
Après s'être formée, la glace de mer change de forme et de dimension, se déplace et finalement se désintègre. Cette dernière étape du cycle de la glace de mer est le résultat de divers phénomènes naturels.
Fonte
La désintégration de la glace se fait principalement par la fonte. La glace fond lorsque sa température s'élève au-dessus de son point de congélation. La chaleur requise pour que cela se produise provient de deux sources principales :
- l'absorption du rayonnement solaire, et
- la conduction de la chaleur à partir de l'air, l'eau ou la terre en contact avec la glace.
Rayonnement solaire
Le rayonnement solaire incident est en partie absorbé par la surface qu'il touche et en partie réfléchi. La proportion du rayonnement qui est réfléchie varie avec le type de surface et est appelée albédo. Le reste du rayonnement solaire incident est absorbé, ce qui cause une élévation de température de la surface.
| Surface | Albédo |
|---|---|
| Eau de mer | 0.05-0.10 |
| Terre arable | 0.10-0.25 |
| Glace de mer vive | 0.30-0.40 |
| Neige fondante | 0.40-0.50 |
| Neige fraîche | 0.80-0.90 |
Comme le démontre le tableau ci-haut, l'eau de mer absorbe presque tout le rayonnement solaire qui l'atteint mais la glace couverte de neige fraîche n'en absorbe qu'une petite partie.
À cause de ces différences d'albédo, les impuretés, la poussière et les cellules de saumure à la surface de la glace agissent comme centre de fonte, et des mares se forment autour de ces éléments. À cause du faible albédo de l'eau, ces mares s'étendent et se creusent rapidement. À partir du moment où de l'eau libre apparaît, celle-ci absorbe le rayonnement et se réchauffe rapidement de sorte que la glace environnante se met à absorber la chaleur de l'eau par conduction. Une fois qu'une couche de glace s'est désintégrée au point que des surfaces d'eau libre apparaissent, le taux de désintégration s'accélère grandement.
Conduction
La conduction est le processus par lequel de la chaleur est transmise par le mouvement des particules. Quand de l'air chaud est en contact avec de l'eau (mares), la chaleur se transmet par conduction de l'air à l'eau, ce qui accélère la fonte de la glace en contact avec cette eau.
Fonte de la glace de mer versus fonte de la glace d'eau douce
En plus d'abaisser le point de congélation, le sel contenu dans la glace occasionne d'autres phénomènes de fonte.
Comme la glace d'eau douce fond à 0°C, un gros bloc de glace pure restera sous forme solide à toute température inférieure à zéro. Dans la glace de mer par contre, il y a toujours de la saumure liquide dans les cellules de saumure.
Quand la température baisse, de plus en plus de cristaux de glace pure se forment, ce qui laisse un plus petit volume de saumure (liquide) de plus grande salinité.
Inversement, quand la température s'élève, la saumure fait fondre une partie de la glace pure qui l'entoure, ce qui augmente son volume et réduit sa salinité.
Fonte et congélation simultanées dans la glace polaire
Durant les mois d'été, les floes de glace polaire fondent en surface et gèlent par en dessous. Des mares se forment à la surface de la glace sous l'effet du rayonnement solaire. Cette eau douce, dont le point de congélation est de 0°C, s'écoule éventuellement à travers les fissures du floe ou sur ses côtés et rejoint l'eau de mer. La température de l'eau de mer sous le floe est légèrement inférieure à 0°C et quand l'eau de fonte entre en contact avec l'eau de mer, elle gèle en adhérant au-dessous du floe.