Des expériences en soufflerie menées par le WSL Institut pour l'étude de la neige et des avalanches SLF révèlent comment les cristaux de neige changent sous l'effet du vent. Ces résultats pourraient amener les climatologues à ajuster leurs modèles - en particulier dans les régions polaires, où les vents forts déplacent fréquemment la neige.
Lorsque le vent fait tourbillonner les flocons de neige, il remodèle mécaniquement les cristaux de glace en les émiettant et en les broyant. Mais ce n’est pas tout : des expériences en soufflerie ont démontré qu’une partie de la neige passe directement de l’état solide à l’état gazeux. Ce phénomène s’appelle la sublimation, et permet à l’eau de retourner dans l'atmosphère. Cependant, dans les «nuages de transport de neige» particulièrement denses, le processus inverse, la déposition, peut se produire : les cristaux de neige absorbent la vapeur d'eau de l'environnement et continuent de croître.
Ce va-et-vient laisse une empreinte sur la composition des isotopes (voir encadré) de l'eau dans les cristaux. Les isotopes sont des variantes de molécules d’eau plus ou moins lourdes que les chercheurs peuvent détecter. L'eau solide, liquide ou gazeuse contient des proportions différentes d'isotopes lourds et légers. Ainsi, lorsque des cristaux de glace se dissolvent ou se retransforment en gaz, la proportion d'isotopes lourds et légers change, ce que les chercheurs appellent le fractionnement. Les isotopes ont fait preuve de leur valeur dans l'analyse des processus dans le cycle hydrologique et le cycle de l'eau atmosphérique.
Empreinte climatique dans les carottes de glace
Cette nouvelle découverte a des conséquences sur l'interprétation des carottes de glace et les modèles climatiques globaux, rapportent des chercheurs du SLF dans la revue spécialisée The Cryosphere. Les carottes de glace polaire ont des centaines de milliers d'années. Grâce aux analyses isotopiques, les climatologues espèrent pouvoir reconstruire les températures du passé, les intégrer dans leurs modèles climatiques et en tirer des enseignements sur notre avenir climatique. Jusqu'à présent, ils supposaient que la composition isotopique des carottes de glace reflétait directement les températures historiques. Or, cette nouvelle découverte pourrait remettre cette hypothèse en question, car la sublimation modifie les rapports isotopiques.
Les plus grands réservoirs d'eau de la Terre sont les calottes glaciaires situées aux pôles. Le fait que le vent n'y déplace non seulement d'énormes quantités de neige, mais qu'il les transfère aussi entre le sol et l'atmosphère par sublimation et déposition, a une grande influence sur le bilan hydrique des masses de glace. Ces nouvelles données pourraient améliorer les prévisions sur les échanges d'eau et leurs effets sur le climat des régions polaires. Pour approfondir cette découverte, les chercheurs prévoient désormais d'étudier le phénomène plus en profondeur et de l'intégrer dans les modèles climatiques.
Texte: Beate Kittl (Ce texte a été traduit automatiquement.)
Que sont les ... isotopes ?
Les isotopes sont des atomes de poids différents d'un même élément. Ils se distinguent par le nombre de neutrons dans le noyau de l'atome. D'un point de vue chimique, les isotopes d'un même élément se comportent en général de manière identique ou du moins similaire. Leurs propriétés physiques, en revanche, diffèrent. Par exemple, moins de dix pour cent des plus de 3000 isotopes sont stables, la plupart se désintègre de manière radioactive.