Quels sont les différents types de formations de glace présentes 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 au fil des 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 les calottes glaciaires et les glaciers, pour découvrir comment le climat local a changé au cours des centaines d'années et pour aider à prédire comment le climat va changer à l'avenir, a déclaré Melissa Hage, un environnementaliste. scientifique et professeur adjoint à l'Oxford College of Emory University en Géorgie.

Nous définissons ici les termes communs qui décrivent les différents types de formations de glace présentes dans le monde.

Glaciers

Selon le National Snow and Ice Data Center (NSIDC), les glaciers sont de grandes masses de glace d'eau douce sur la terre qui se forment à partir de chutes de neige qui finissent par devenir si lourdes qu'elles se transforment 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 de plus petites formes 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 qui se trouve en dessous. Ces géants de glace à déplacement lent 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. Selon Justin Burton, physicien à l'Emory College en Géorgie, qui étudie la physique de la perte de glacier, 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. 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.

Les 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 entre 98 pieds et 164 pieds (30 à 50 m) d'épaisseur et couvrir une superficie d'au moins 5382 pieds carrés ( 500 m2).

Les morceaux de glace qui sont trop petits pour être classés comme des icebergs reçoivent des noms plus colorés, selon le NSIDC. Par exemple, les «morceaux de bergy» 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 «sarrasins» sont les fragments de 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..

Calotte glaciaire

Les calottes glaciaires sont les plus grandes formations de glace du monde. Selon le NSIDC, ces immenses plaines de glace couvrent plus de 50 000 kilomètres carrés. 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.

Ensemble, plus de 99 pour cent de l'eau douce sur Terre se trouve actuellement dans les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, selon le NSIDC. Les scientifiques estiment que si seulement la calotte glaciaire du Groenland fondait, le niveau de la mer augmenterait d'environ 6 m et si les deux calottes glaciaires antarctiques fondaient, le niveau de la mer s'élèverait à 60 m. Cependant, il faudrait plusieurs centaines d'années pour que ces calottes glaciaires fondent.

Au cours des dernières décennies, des parties de la calotte glaciaire au-dessus de l'Antarctique ont fondu régulièrement. Bien qu'il puisse sembler que seule une quantité relativement petite de la calotte glaciaire ait fondu, cela suffit pour avoir causé l'élévation du continent, un peu comme l'Islande à la fin de la dernière période glaciaire, a déclaré Edwards. 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'alourdisse plus. Le même résultat pourrait devenir une préoccupation pour l'Antarctique occidental, a déclaré Edwards, "bien que nous ne comprenions pas vraiment cette région assez bien pour le savoir avec certitude."

Calottes glaciaires et champs de glace

Les calottes glaciaires sont des calottes glaciaires de moins de 20 000 milles 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 sur le côté est de l'Islande est la plus grande calotte glaciaire d'Europe, couvrant environ 3127 miles carrés (8100 km carrés) et une épaisseur moyenne de 1300 pieds (400 m)..

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, selon le National Park Service (NPS). 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 furtivement au-dessus de la surface d'un ruisseau, faisant couler l'eau autour de lui. Les calottes glaciaires, par contre, se construisent sur n'importe quel terrain et s'étalent à partir de leur centre.

Mélange de glace

Un mélange de glace est essentiellement une gadoue géante qui se forme dans des fjords glaciaires composés de glace de mer, d'icebergs et des plus petits parents des 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 grand matériau granulaire au monde en raison de la grande quantité de sédiments en suspension et de liquide contenu dans la neige fondante, a déclaré Burton..

Parce que les mélanges de glace ne sont pas de la glace solide, l'eau de l'océan 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 le degré de rupture d'un glacier et sur 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 ruisseaux de glace sur 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.

Ruisseaux de glace

Les ruisseaux de glace sont des rivières de calottes glaciaires qui coulent relativement plus vite que la glace environnante, se déplaçant généralement d'environ 800 m par an, en moyenne..

Le glacier Jakobshavn au Groenland, le glacier le plus rapide du monde, est parfois classé comme un ruisseau de glace. Selon un article de 2014 publié dans la revue Cryosphere, Jakobshavn se déplace à une vitesse d'environ 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 les pertes de chaleur dans l'atmosphère. Pendant les mois d'été plus chauds, la fonte des glaces de mer libère des nutriments dans l'océan et expose la surface de l'océan à la lumière du soleil, qui stimulent la croissance du phytoplancton, qui sont à la base du réseau trophique marin..

Alors que le climat de la Terre subit des changements rapides, la glace de mer fond à un rythme plus rapide qu'elle ne peut recongeler. Cela est particulièrement apparent dans l'Arctique, où les températures des océans et des terres augmentent plus rapidement qu'elles ne le sont ailleurs sur Terre, a déclaré Edwards..

Terre boule de neige

La Terre gelée, surnommée Snowball Earth, fait référence à des périodes de 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 750 à 580 millions d'années, ont pu être 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 du soleil s'est reflétée sur 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 de neige fondante ou d'eau libre à l'équateur où la lumière du soleil pourrait entrer 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 en raison des volcans, qui ont suffisamment augmenté la température pour redémarrer le cycle de l'eau. La quantité accrue de vapeur d'eau dans l'air, en plus du dioxyde de carbone, a déclenché une période de chauffage incontrôlable, augmentant les températures mondiales à 122 degrés F (50 degrés C) sur quelques centaines d'années, a déclaré Hage. De légers changements légers de l'orbite de la Terre ou de l'inclinaison axiale ont finalement amené la température moyenne de la planète à la température actuelle de maintien de la vie de 58,6 degrés F (14,9 degrés C)..

La recherche suggère qu'une énorme explosion de vie, connue sous le nom d'explosion cambrienne, s'est produite à la fin de la période des boules 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 de grands groupes d'animaux (tels que les brachiopodes et les trilobites) apparaissent pour la première fois sur une période géologiquement brève (environ 40 millions d'années)..

Ressources supplémentaires:

• Découvrez les programmes de recherche soutenus par le Centre national de données sur la neige et la glace.
• En savoir plus sur la recherche sur la glace de mer en cours au Polar Science Center de l'Université de Washington.
• Écoutez à quoi ressemble une banquise antarctique dans cet enregistrement de l'American Geophysical Union (AGU).