Quels sont les différents types de formations de glace trouvées sur Terre ?
La glace se trouve partout dans le monde sous une grande variété de formes. Plus qu’une simple eau gelée, les différentes formes de glace racontent l’histoire de leur environnement en changeant avec les saisons et montrent les tendances du changement climatique sur Terre.
Les scientifiques étudient des carottes prélevées dans les profondeurs de grandes formations de glace, telles que des calottes glaciaires et des glaciers, pour découvrir comment le climat local a changé au cours de centaines d’années et pour aider à prédire comment le climat changera à l’avenir, a déclaré Melissa Hage, spécialiste de l’environnement. scientifique et professeur adjoint à l’Oxford College de l’Université Emory en Géorgie.
Ici, nous définissons les termes communs qui décrivent les différents types de formations de glace trouvées dans le monde.
Une chute de glace du champ de glace Andrei alimente le glacier Hoodoo, dans l’ouest de la Colombie-Britannique, au Canada.
Glaciers
Selon le National Snow and Ice Data Center (NSIDC), les glaciers sont de grandes masses de glace d’eau douce sur terre qui se forment à partir de chutes de neige qui finissent par devenir si lourdes qu’elles sont compressées en glace. Les glaciers varient en taille d’environ la longueur d’un terrain de football (120 mètres ou 110 mètres) à quelques centaines de kilomètres de long, et peuvent être trouvés sur tous les continents.
Techniquement parlant, les glaciers sont des formes plus petites de calottes glaciaires et de calottes glaciaires, qui sont toutes de grandes masses de glace qui rampent lentement à travers le paysage, indépendamment de ce qu’il y a en dessous. Ces géantes de glace lentes peuvent traverser des chaînes de montagnes entières et même des volcans actifs, selon Benjamin Edwards, volcanologue au Dickinson College en Pennsylvanie, qui étudie les interactions entre les glaciers et les volcans.
Les glaciers cessent de croître là où ils rencontrent l’océan et l’eau salée plus chaude fait fondre le bord de la masse d’eau douce gelée. Le réchauffement des températures océaniques a augmenté le taux de fonte des glaciers et d’autres formations de glace telles que les icebergs et les plates-formes de glace dans ou à côté de l’océan, selon Justin Burton, physicien à l’Emory College en Géorgie, qui étudie la physique de la perte de glaciers. Les glaciers sont l’un des meilleurs indicateurs environnementaux du changement climatique, en raison des changements visibles qu’ils subissent sur des échelles de temps aussi courtes que quelques jours.
Icebergs
Selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), les icebergs sont de grandes masses flottantes de glace d’eau douce qui se sont séparées des glaciers, des calottes glaciaires ou des plates-formes de glace et sont tombées dans l’océan. Pour être qualifiée d’iceberg, la masse de glace doit s’élever à plus de 16 pieds (4,9 m) au-dessus du niveau de la mer, avoir une épaisseur comprise entre 98 pieds et 164 pieds (30 à 50 m) et couvrir une superficie d’au moins 5 382 pieds carrés ( 500 m²).
Selon le NSIDC, les morceaux de glace trop petits pour être classés dans la catégorie des icebergs reçoivent des noms plus colorés. Par exemple, les « bergy bits » sont généralement des morceaux de glace qui se sont détachés d’un iceberg et mesurent moins de 15 pieds (5 m) de diamètre. Les « growlers » sont des morceaux de glace un peu plus petits, de la taille d’une camionnette ; et les morceaux de « glace sarrasins » sont les fragments qui mesurent moins de 6,5 pieds (2 m) de diamètre.
Les icebergs peuvent également être de forme tabulaire, ce qui indique que l’iceberg s’est détaché du bord d’une plate-forme de glace. Aussi connues sous le nom d’îles de glace dans l’Arctique, ces grandes formes de glace rectangulaires ont généralement des sommets plats avec des côtés presque perpendiculaires.
Les icebergs du côté est de la calotte glaciaire du Groenland (au loin) reposent dans une crique protégée le long du bord sud-ouest de l’île Amitsoq, au sud-est du Groenland.
Calotte glaciaire
Les calottes glaciaires sont les plus grandes formations de glace au monde. Ces énormes plaines de glace couvrent plus de 20 000 miles carrés (50 000 km carrés), selon le NSIDC. Il n’y a que trois calottes glaciaires sur Terre, qui couvrent le Groenland, l’Antarctique occidental et l’Antarctique oriental. Au cours de la dernière période glaciaire, les calottes glaciaires couvraient également de vastes zones d’Amérique du Nord, d’Amérique du Sud et d’Europe du Nord.
Selon le NSIDC, plus de 99% de l’eau douce de la Terre est actuellement détenue dans les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. Les scientifiques estiment que si seule la calotte glaciaire du Groenland fondait, le niveau de la mer augmenterait d’environ 20 pieds (6 m) et si les deux calottes glaciaires de l’Antarctique fondaient, le niveau de la mer augmenterait de 200 pieds (60 m). Cependant, il faudrait plusieurs centaines d’années pour que ces calottes glaciaires fondent.
Au cours des dernières décennies, certaines parties de la calotte glaciaire au-dessus de l’Antarctique ont fondu régulièrement. Bien qu’il puisse sembler que seule une quantité relativement faible de la calotte glaciaire ait fondu, cela suffit pour avoir fait augmenter l’élévation du continent, un peu comme l’Islande à la fin de la dernière période glaciaire, a déclaré Edwards à Live Science. L’Islande a traversé une période de volcanisme accru pendant cette période, potentiellement en raison du rebond de la croûte après que la glace ne l’a plus alourdie. Le même résultat pourrait devenir une préoccupation pour l’ouest de l’Antarctique, a déclaré Edwards, « bien que nous ne comprenions pas assez bien cette zone pour en être sûrs ».
Les calottes glaciaires et les champs de glace
Les calottes glaciaires sont des calottes glaciaires inférieures à 20 000 miles carrés (50 000 km carrés). Ces structures de glace se forment généralement dans les régions polaires qui sont pour la plupart plates et à haute altitude, selon le NSIDC. L’Islande, par exemple, est principalement couverte de calottes glaciaires. La calotte glaciaire de Vatnajökull, à l’est de l’Islande, est la plus grande calotte glaciaire d’Europe, couvrant environ 3 127 miles carrés (8 100 km carrés) et une épaisseur moyenne de 1 300 pieds (400 m).
Selon le National Park Service (NPS), les champs de glace et les calottes glaciaires sont très similaires en taille et en emplacement, et ne diffèrent que par la façon dont le flux de glace est influencé par son environnement. Les champs de glace contiennent des montagnes et des crêtes qui sortent de la surface de la glace et modifient la façon dont la glace s’écoule, un peu comme un gros rocher pointant au-dessus de la surface d’un ruisseau, provoquant l’écoulement de l’eau autour de lui. Les calottes glaciaires, en revanche, se construisent au-dessus de n’importe quel terrain et s’étendent à partir de leur centre.
Glaciers de sortie du bord ouest du champ de glace Prince of Wales, centre-est de l’île d’Ellesmere, Nunavut, Canada.
Mélange de glace
Un mélange de glace est essentiellement une bouillie géante qui se forme dans les fjords glaciaires constitués de glace de mer, d’icebergs et de plus petits parents d’icebergs, selon Burton. Le mélange se forme lorsque les courants océaniques ou les vents de surface ne parviennent pas à déplacer la masse de glace hors du fjord, formant une frontière partielle entre le glacier et l’océan.
Les mélanges de glace sont considérés comme le plus gros matériau granulaire au monde en raison de la grande quantité de sédiments en suspension et de liquide contenus dans la neige fondante, a déclaré Burton.
Parce que les mélanges de glace ne sont pas de la glace solide, l’eau océanique relativement plus chaude peut s’infiltrer à travers la glace jusqu’à la face du glacier. Cette caractéristique signifie que le mélange de glace a une influence majeure sur la quantité d’éclatement d’un glacier et la quantité d’eau douce qui pénètre dans le fjord.
Plateau de glace
La majorité des plates-formes de glace de la Terre se trouvent autour de la côte de l’Antarctique, mais elles peuvent également être trouvées partout où la glace terrestre, comme un glacier, se jette dans l’océan froid, selon le NSIDC. Les étagères sont constituées de plaques de glace flottantes qui se connectent à une masse continentale. Ils se forment lorsque la glace s’écoule lentement des glaciers et des courants de glace vers l’océan, mais la glace ne fond pas tout de suite en raison des températures froides de l’océan. Les étagères sont ensuite constituées de glace supplémentaire provenant des glaciers.
Une plate-forme de glace marine sur le bord est du champ de glace Prince of Wales, au centre-est de l’île d’Ellesmere, au Nunavut, au Canada, produit des icebergs et des étangs d’eau de fonte. Les icebergs qui se détachent de ces plates-formes de glace pourraient éventuellement dériver vers le sud dans la baie de Baffin.
Courants de glace
Les courants de glace sont des rivières de calottes glaciaires qui coulent relativement plus vite que la glace environnante, se déplaçant généralement d’environ un demi-mile (800 m) par an, en moyenne.
Le glacier Jakobshavn au Groenland, le glacier qui coule le plus rapidement au monde, est parfois classé comme un courant de glace. Selon un article de 2014 publié dans la revue Cryosphere, Jakobshavn se déplace à une vitesse d’environ 10,5 miles (17 km) par an.
Glace de mer
La glace de mer est de l’eau salée gelée et se trouve dans les océans polaires éloignés. Il couvre environ 9,65 millions de miles carrés (25 millions de kilomètres carrés) de la Terre par an en moyenne, selon le NSIDC.
La glace de mer est vitale pour les écosystèmes et le climat des régions polaires et peut également influencer la circulation océanique et la météo, selon l’Observatoire de la Terre de la NASA. Ces morceaux de glace d’eau salée réduisent l’érosion des plates-formes de glace et des glaciers près des côtes en minimisant les vagues et le vent, et créent une surface isolante pour réduire l’évaporation de l’eau et la perte de chaleur dans l’atmosphère. Pendant les mois d’été les plus chauds, la fonte de la glace de mer libère des nutriments dans l’océan et expose la surface de l’océan à la lumière du soleil, ce qui stimule la croissance du phytoplancton, qui est à la base du réseau trophique marin.
Alors que le climat de la Terre subit des changements rapides, la glace de mer a fondu à un rythme plus rapide qu’elle ne peut recongeler. Cela est particulièrement évident dans l’Arctique, où les températures des océans et des terres augmentent plus rapidement qu’elles ne le sont à n’importe quel autre endroit sur Terre, a déclaré Edwards.
Terre boule de neige
La Terre gelée, surnommée Snowball Earth, fait référence à des périodes dans le temps dans les archives géologiques où la majorité, sinon la totalité, de la planète était gelée, selon le Dartmouth Undergraduate Journal of Science.
« Quatre périodes glaciaires, il y a entre 750 et 580 millions d’années, ont peut-être été si graves que toute la surface de la Terre, d’un pôle à l’autre, y compris les océans, a complètement gelé », a déclaré Hage. « Une fois que les océans polaires ont commencé à geler, plus de lumière solaire a été réfléchie par les surfaces de glace blanche et le refroidissement a été amplifié. »
Les scientifiques estiment que la température moyenne sur Terre a chuté à moins 58 degrés Fahrenheit (moins 50 degrés Celsius) pendant ces périodes et que le cycle de l’eau (le cycle dans lequel l’eau passe entre l’atmosphère, la terre et les océans) s’est arrêté.
Mais il y a un débat quant à savoir si la Terre était complètement gelée ou s’il y avait encore des plaques d’eau boueuse ou libre à l’équateur où la lumière du soleil pourrait pénétrer dans l’eau et permettre à certains organismes de survivre.
Les scientifiques pensent qu’à un moment donné, les niveaux de dioxyde de carbone ont augmenté dans l’atmosphère, probablement à cause des volcans, qui ont suffisamment augmenté la température pour relancer le cycle de l’eau. L’augmentation de la quantité de vapeur d’eau dans l’air, en plus du dioxyde de carbone, a déclenché une période de réchauffement incontrôlé, augmentant les températures mondiales à 122 degrés F (50 degrés C) en quelques centaines d’années, a déclaré Hage. De légers changements légers dans l’orbite ou l’inclinaison axiale de la Terre ont finalement amené la température moyenne de la planète à la température de maintien de la vie actuelle de 58,6 degrés F (14,9 degrés C).
Les recherches suggèrent qu’une énorme explosion de vie, connue sous le nom d’explosion cambrienne, s’est produite à la fin de la période boule de neige, selon le Musée de paléontologie de l’Université de Californie. Il s’agit de la première période connue dans les archives fossiles au cours de laquelle les principaux groupes d’animaux (tels que les brachiopodes et les trilobites) apparaissent pour la première fois sur une brève période géologique (environ 40 millions d’années).
