Les petites particules provenant de la fonte de la glace de mer arctique pourraient aider à former des nuages

L’été en Arctique, un ciel en pleine transformation

La saison estivale dans la région arctique ne se contente pas de faire fondre la glace environnante, elle redessine silencieusement la voûte céleste. Lorsque la banquise s’amollit sous l’effet des températures, de multiples mares peu profondes d’eau de fonte se déploient et s’étalent directement sur sa surface. Ces petites réserves aquatiques libèrent continuellement de minuscules particules dans l’air, lesquelles aident activement les nuages à se former et à évoluer au fil du temps.

Les masses nuageuses jouent un rôle majeur dans l’ensemble du climat de l’Arctique. Elles agissent comme un régulateur naturel, contrôlant avec précision la quantité de lumière solaire qui est réfléchie vers l’espace, ainsi que la quantité de chaleur qui se retrouve piégée près du sol. Dans une zone géographique qui subit un réchauffement rapide, même de légères modifications dans la formation des nuages peuvent avoir des effets démesurés sur l’environnement.

De nouvelles recherches scientifiques suggèrent aujourd’hui que certaines de ces modifications pourraient commencer dans un endroit tout à fait inattendu. Le point de départ de ces bouleversements atmosphériques se trouverait précisément à l’intérieur de ces fameuses mares d’eau de fonte.

La vie microscopique au service du climat

Ces éléments invisibles à l’œil nu sont appelés particules de nucléation de la glace. Leur fonction première est d’aider à démarrer la formation des cristaux de glace à l’intérieur des nuages. La vapeur d’eau présente dans l’air a besoin de quelque chose auquel s’accrocher avant de pouvoir geler, et ces particules spécifiques lui fournissent exactement cette surface indispensable. Sans leur présence, les nuages se formeraient différemment, ou parfois ne se formeraient pas du tout.

Ces particules proviennent d’un mélange de différentes sources naturelles. Certaines sont de simples grains de poussière, tandis que d’autres proviennent directement des embruns marins. Dans le contexte de l’Arctique, un contributeur surprenant s’ajoute à cette liste : la vie. Des microbes et des bactéries autrefois piégés dans la glace ou dans l’eau peuvent devenir aéroportés et ainsi aider à déclencher la formation des nuages.

La nouvelle recherche se concentre spécifiquement sur ces mares peu profondes qui reposent au sommet de la banquise. Elles se forment à partir de la neige fondue, mais elles ne sont pas pures. L’eau de mer peut s’y infiltrer, des sédiments provenant des couches inférieures peuvent s’y mélanger, et de minuscules organismes y vivent et s’y déplacent. L’ensemble constitue un petit système très actif, entièrement regroupé dans une mince couche d’eau.

Une expédition scientifique face à la nuit polaire

Pour mener à bien cette étude, les scientifiques ont prélevé une série d’échantillons directement sur la banquise et ont mesuré les particules libérées dans l’air autour de ces mares. Les experts ont découvert que ces zones d’eau de fonte présentaient des concentrations de particules de nucléation de la glace nettement supérieures à celles de l’eau de mer environnante. Cette différence notable désigne l’activité biologique à l’intérieur des mares comme le moteur probable de ce phénomène.

Le travail a été conduit par une équipe de l’Université d’État du Colorado, à partir d’échantillons recueillis lors de l’expédition MOSAiC, un effort de recherche arctique à grande échelle qui s’est déroulé de 2019 à 2020. L’expédition MOSAiC n’était pas un petit projet. Elle a rassemblé des scientifiques originaires de 20 nations différentes. L’objectif global était de comprendre comment la banquise arctique change et ce que cela signifie pour la planète.

L’Arctique n’est pas un terrain facile à étudier pour les chercheurs. Des conditions météorologiques difficiles, des emplacements extrêmement isolés et de longues périodes d’obscurité compliquent considérablement la collecte des données sur le terrain.

Des phénomènes météorologiques uniques au monde

Camille Mavis, une étudiante au doctorat qui a dirigé l’étude, a souligné pourquoi l’Arctique offre une opportunité unique pour la science. « Les nuages sont complexes, et il y a encore beaucoup d’incertitude associée à la façon dont les interactions des aérosols affectent les effets radiatifs des nuages dans leur ensemble. Développer une compréhension du rôle que jouent ces particules aidera à la modélisation météorologique et à une foule d’autres avantages à l’avenir, » a-t-elle déclaré. Elle ajoute une précision importante : « Nos modèles actuels ne font pas un bon travail pour imiter ces nuages en ce moment, particulièrement dans les régions polaires. »

Les nuages situés au-dessus de l’Arctique n’agissent pas de la même manière que ceux qui se forment au-dessus des océans plus chauds. Les ingrédients de base pourraient sembler similaires, mais les résultats finaux ne le sont pas. La température ambiante, la lumière disponible et les conditions de surface jouent toutes un rôle déterminant dans ce processus. Jessie Creamean, chercheuse scientifique impliquée dans l’étude, apporte son éclairage sur cette spécificité locale.

« Les nuages dans l’Arctique sont différents de ceux que vous trouveriez dans le Pacifique ou l’Atlantique. Ils se comportent différemment malgré le fait d’avoir certains des mêmes matériaux et processus généraux, » a expliqué la chercheuse. « C’est une partie de la raison pour laquelle nous voulons comprendre comment ils se forment là-bas, parce que chaque région est unique dans ce petit mais important processus. Notre travail montre les interactions complexes et la composition de ces étangs et comment ils contribuent à ce processus. » Seule une poignée d’études avait examiné l’eau de fonte comme source de ces particules auparavant, ce qui fait ressortir ces nouvelles conclusions.

Un réchauffement accéléré aux conséquences planétaires

L’Arctique se réchauffe actuellement plus rapidement que n’importe quel autre endroit sur Terre. Les données montrent qu’il se réchauffe quatre fois plus vite que la moyenne mondiale. Cette vitesse de transformation change tout le paysage de la région. La glace fond plus tôt dans l’année, les saisons de fonte durent beaucoup plus longtemps, et ces petites mares de surface pourraient inévitablement devenir de plus en plus courantes.

Un plus grand nombre de mares signifierait mécaniquement plus de particules pénétrant dans l’air. De légers changements dans le contenu de ces points d’eau pourraient modifier la façon dont les nuages se forment. Ce mécanisme, à son tour, pourrait influencer directement la quantité de chaleur qui reste piégée dans toute la région arctique. Sonia Kreidenweis, co-auteure de l’étude, observe attentivement la dynamique de ces éléments microscopiques.

« Les particules étudiées peuvent déclencher la formation de glace à des températures relativement chaudes et semblent être plus étroitement associées au temps passé au-dessus de la glace plutôt qu’à l’océan ouvert, » a précisé Sonia Kreidenweis. « Plus de recherches sont nécessaires pour comprendre comment elles sont libérées par l’eau de fonte, et quel grand rôle elles jouent dans le bilan radiatif alors que les saisons de fonte arctiques s’allongent et s’agrandissent. » L’étude complète détaillant l’ensemble de ces découvertes a été publiée dans la revue scientifique Geophysical Research Letters.

Selon la source : earth.com