La glace se trouve partout dans le monde sous une grande variété de formes. Plus que de l'eau glacée, 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 échantillons de carottes prélevés 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, scientifique et professeur adjoint à Oxford College of Emory University en Géorgie.
Ici, nous définissons les termes communs qui décrivent les différents types de formations de glace trouvées 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 des terres formées de chutes de neige qui deviennent finalement si lourdes qu'elles sont comprimées en glace. Les glaciers varient en taille, allant de 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 mouvement 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 glaciers et 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 Emory College en Géorgie, qui étudie la physique de la perte des 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 détachées des glaciers, des calottes glaciaires ou des plates-formes de glace et sont tombées dans l'océan. Pour être appelé un iceberg, la masse de glace doit s'élever à plus de 4,9 m au-dessus du niveau de la mer, avoir entre 98 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 un iceberg reçoivent des noms plus colorés, selon NSIDC. Par exemple, les «morceaux bergés» sont généralement des morceaux de glace qui ont brisé 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 sarrasine" 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. Également connues sous le nom d'îles de glace dans l'Arctique, ces grandes formes de glace rectangulaires ont généralement un sommet plat avec des côtés presque perpendiculaires.
Calotte glaciaire
Les calottes glaciaires sont les plus grandes formations de glace du monde. Ces énormes plaines de glace couvrent plus de 20 000 milles 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 ont également couvert 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 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, des parties de la calotte glaciaire au-dessus de l'Antarctique ont fondu régulièrement. Bien qu'il puisse sembler que seule une petite partie de la calotte glaciaire a fondu, c'est suffisant pour avoir fait augmenter l'élévation du continent, tout 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, probablement 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 suffisamment cette région pour en être sûrs".
Calottes glaciaires et champs de glace
Les calottes glaciaires sont des calottes glaciaires de moins de 20 000 milles carrés (50 000 km2). Ces structures de glace se forment généralement dans des régions polaires qui sont pour la plupart plates et à haute altitude, selon NSIDC. L'Islande, par exemple, est principalement couverte de calottes glaciaires. La calotte glaciaire de Vatnajökull, du côté est de l'Islande, est la plus grande calotte glaciaire d'Europe, couvrant environ 3127 milles carrés (8100 km2) et une moyenne de 1300 pieds (400 m) d'épaisseur.
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 coule, un peu comme un gros rocher furtivement au-dessus de la surface d'un ruisseau, ce qui fait couler l'eau autour de celle-ci. Les calottes glaciaires, d'autre part, se construisent au-dessus de n'importe quel terrain et se propagent à partir de leur centre.
Mélange de glace
Un mélange de glace est essentiellement une neige fondante géante qui se forme dans les fjords glaciaires qui sont constitués de glace de mer, d'icebergs et de 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 de mer 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 façon dont un glacier se brise et sur la quantité d'eau douce qui pénètre dans le fjord.
Plateau de glace
La majorité des plateaux de glace de la Terre se trouvent autour de la côte de l'Antarctique, mais ils peuvent également être trouvés 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 cours d'eau sur l'océan, mais la glace ne fond pas immédiatement en raison des températures froides de l'océan. Les plateaux se construisent ensuite à partir de glace supplémentaire provenant des glaciers.
Ruisseaux de glace
Les cours d'eau sont des rivières de calottes glaciaires qui coulent relativement plus vite que la glace environnante, se déplaçant généralement sur environ un demi-mille (800 m) par an, en moyenne.
Le glacier Jakobshavn au Groenland, le glacier le plus rapide au monde, est parfois classé comme un courant de glace. Selon un article de 2014 publié dans la revue Cryosphere, Jakobshavn se déplace à un rythme 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 plateaux 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 de la glace de mer libère des nutriments dans l'océan et expose la surface de l'océan au soleil, qui stimulent tous deux la croissance du phytoplancton, qui est le fondement 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 à n'importe quel autre endroit sur Terre, a déclaré Edwards.
Snowball Earth
Selon le Dartmouth Undergraduate Journal of Science, la Terre gelée, surnommée Snowball Earth, se réfère à des périodes dans le dossier géologique où la majorité, sinon la totalité, de la planète était gelée.
"Quatre périodes glaciaires, il y a entre 750 et 580 millions d'années, peuvent avoir été si sévères que la surface entière 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 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 d'eau limoneuse ou ouverte 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 certain point, les niveaux de dioxyde de carbone ont augmenté dans l'atmosphère, probablement en raison des volcans, qui ont augmenté la température suffisamment pour redémarrer 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 chauffage incontrôlable, augmentant les températures mondiales à 122 degrés F (50 degrés C) sur quelques centaines d'années, a déclaré Hage. De légers changements de lumière dans l'orbite de la Terre ou l'inclinaison axiale ont finalement amené la température moyenne de la planète à la température de maintien en vie actuelle 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 de 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 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).
