La qualité de la glace de lac est d’une importance primordiale pour la sécurité des glaces et l’écologie des lacs sous la glace, mais sa variabilité temporelle et spatiale est largement inconnue. De 2021 à 2022, une équipe de recherche internationale avec le chercheur de l’IGB Hans-Peter Grossart a mené une campagne d’échantillonnage coordonnée de la qualité de la glace de lac dans tout l’hémisphère Nord pendant l’un des hivers les plus chauds depuis 1880.
L’équipe, dirigée par l’Université suédoise d’Uppsala, a pu montrer que la glace de lac au cours de cette période était généralement constituée de glace blanche instable, qui représentait parfois jusqu’à 100 % de l’épaisseur totale de la glace.
La glace de lac peut avoir différentes qualités, et vous pouvez faire la différence simplement en regardant la couleur : il y a de la glace blanche et de la glace noire. Comparée à la glace noire, la glace blanche est plus instable et a une capacité de charge inférieure, ce qui la rend risquée à utiliser pour le transport, les loisirs ou à d’autres fins. De plus, la glace blanche est connue pour réduire considérablement la quantité de lumière solaire qui pénètre dans la glace. Cela menace la croissance et la reproduction de tous les organismes qui effectuent la photosynthèse, et ainsi l’ensemble du réseau trophique peut être perturbé ou mal fonctionner.
La glace blanche est susceptible de devenir plus courante à l’avenir
« Lors de la campagne d’échantillonnage IceBlitz, nous avons prélevé 167 carottes de glace dans dix pays différents. En janvier, la plupart des lacs avaient une fine couche de glace blanche, qui s’est ensuite progressivement développée sur toute la couverture de glace. Dans la période précédant la fonte des glaces, la glace blanche était le type de glace prédominant sur la plupart des lacs que nous avons échantillonnés », a expliqué Hans-Peter Grossart, chercheur à l’IGB, qui a participé à l’étude.
La glace de lac blanche se forme généralement lorsque la neige s’accumule sur la glace, fond et regèle. Ou, lorsque la pluie tombe sur la couche de neige et forme de la neige fondue, qui peut ensuite geler et devenir de la glace blanche. De même, lorsque la charge de neige est suffisante pour forcer le lac à traverser les fissures de la matrice de glace jusqu’à la surface de la glace. Tout cela se produit principalement lorsque la température de l’air fluctue autour du point de congélation.
La stabilité de la glace diminue
« Avec le réchauffement climatique continu, la prévalence de la glace blanche dans la période critique avant la fonte est susceptible d’augmenter de manière significative. À l’école, nous apprenons qu’il est normal de marcher sur la glace si l’épaisseur de la glace est de 10 centimètres ou plus. Nous avons estimé que 10 centimètres de glace dans des conditions de glace noire permet une charge de 1 753 kilogrammes, tandis que dans des conditions de glace blanche, ils ne peuvent supporter qu’une charge allant jusqu’à 175 kilogrammes. Ainsi, les différences de stabilité de la glace sont très importantes. glace est relativement faible, une augmentation de la proportion de glace blanche peut menacer l’utilisation des lacs couverts de glace de façon saisonnière pour les moyens de subsistance, les loisirs, le transport et d’autres fins », a averti le professeur Gesa Weyhenmeyer, auteur principal de l’étude de l’Université d’Uppsala.
Transmission lumineuse à travers la glace blanche et impacts écologiques
La glace blanche a une réflectance plusieurs fois supérieure à la glace noire, de sorte que seules de petites quantités de lumière pénètrent à travers la glace blanche. Les conditions de faible luminosité au printemps causées par une couverture de glace blanche et de la neige sur la glace sont essentielles au développement des producteurs primaires et des consommateurs, car leur croissance et leur reproduction dépendent de la lumière. Bien que les organismes aient développé une variété de stratégies de survie, les changements dans la communauté photoautotrophe causés par la neige et la glace blanche ont un effet en cascade sur le réseau trophique, avec des conséquences importantes pour les populations microbiennes, de zooplancton et de poissons.
« Les directives sur la sécurité de la glace doivent être renouvelées et l’épaisseur de la glace blanche doit également être considérée comme un important régulateur des processus physiques, chimiques et biologiques dans les lacs », a conclu Weyhenmeyer.
La recherche a été publiée dans Communication Nature.
Plus d’information:
Gesa A. Weyhenmeyer et al, Vers des conditions critiques de glace blanche dans les lacs sous le réchauffement climatique, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-32633-1