Les chercheurs étudient comment la glace fond...

Un groupe de chercheur de l'Institut Max Planck sur la recherche des métaux de Stuttgart en Allemagne a étudié comment la glace commence à fondre à la température de -17°C ! La fusion à une température si basse intervient lorsque la glace est en contact avec de l'oxyde de silicium (SiO2), un matériau très commun dans le sol terrestre. En-dessous de la température usuelle de fusion de la glace (0¡C), une couche bien plus dense que l'eau "ordinaire" se forme entre la glace et l'oxyde de silicium. Les chercheurs ont été en mesure d'observer ce phénomène grâce à la diffusion d'un rayonnement X intense fournit par l'ESRF à Grenoble. L'ESRF est l'Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron. Ces résultats obtenus en laboratoire peuvent aider à la compréhension de phénomènes naturels, comme le mouvement des glaciers ou la stabilité du permafrost.
Concernant le mouvement des glaciers, celui-ci provient d'une part de la déformation interne de la glace sous l'effet de la gravité (environ 10 mètres par an), et d'autre part du glissement de la masse de glace sur sa base. Ce dernier effet est le plus important, peut être considérablement amplifié (facteur dix par rapport à l'effet de la déformation !) si la glace est à une température proche de son point de fusion, et que de l'eau est présente entre la roche et la glace. Dans ce cas, le glacier est comme sur un tapis roulant. Le fait que l'eau puisse être sous une forme liquide dès -17°C en contact du SiO2 est donc un élément important pour la compréhension du mouvement des glaciers, surtout les glaciers humides, dans les conditions actuelles de réchauffement climatique.
Par ailleurs, ces travaux originaux ont des ramifications pour le permafrost. Le permafrost peut être défini comme une structure composite formée de 30% de glace environ, de terre et/ou de roches qui reste en-dessous de 0°C pendant deux ans ou plus. On rencontre celle-ci dans les régions polaires, ou en haute altitude (on parle alors plutôt de pergélisol). Le permafrost peut couvrir de larges régions inhabitées. Cette nouvelle propriété de l'eau en présence de SiO2 peut changer la compréhension de ce milieu dont le rôle dans le réchauffement climatique pourrait être non négligeable, par le dégagement de gaz à effet de serre comme le méthane.

Yves Peysson,
d'après la publication S. Engemann et al., Interfacial melting of ice in contacty with SiO2, Physical Review Letters, 92, 205701 (2004)