Certains icebergs sont verts. Auraient-ils attrapé la jaunisse ?

Les icebergs sont généralement blancs ou bleutés. Toutefois, dans l’Antarctique, des icebergs de couleur jade ou vert émeraude intriguent les voyageurs (Fig. 1). Les scientifiques s’interrogent depuis des décennies sur cette couleur rare et insolite : est-elle d’origine organique ou minérale ? S’agit-il de la superposition de la couleur bleue habituelle des icebergs et d’une couleur jaune ? D’où vient alors cette dernière ? Le chercheur Stephen Warren de l’Université de Washington (Seattle, USA) et son équipe ont mené une enquête et ont mis en lumière l’importance des oxydes de fer.1

Fig. 1. Environ 3 % des icebergs dans l’Antarctique sont d’une couleur vert jade qui interpelle les scientifiques. Leur étonnante transparence résulte d’un nombre réduit de bulles d’air. Crédit : Doug McVeigh/Australian Antarctic Division. Source : National Geographic

La plupart des icebergs sont blancs ou bleus

Les glaciers et les icebergs se forment à partir de la neige qui, comprimée par son propre poids, se transforme en glace. L'air contenu dans la neige est alors emprisonné sous forme de bulles. D’où l’aspect blanc brillant et laiteux résultant de la réflexion et de la diffusion de la lumière blanche venant du Soleil.

Toutefois, lorsqu’ils sont anciens, les glaciers et les icebergs contiennent peu de bulles d’air car la glace se densifie au cours du temps sous l’effet de la compression. La glace devient alors translucide et apparaît d’une couleur bleue (Fig. 2). D’où vient cette couleur ? L’origine est identique à celle du « grand bleu » que voit un plongeur immergé dans l’océan. Dans l’eau et la glace, l’absorption de la lumière par les molécules d’eau est importante dans l’infrarouge puis décline vers les longueurs d’onde plus courtes en devenant très faible dans le bleu. D’où la couleur bleue observée sur de grandes épaisseurs.2

Fig. 2. Iceberg bleu photographié près de l'île de Baffin (Canada). Crédit : Ansgar Walk / Wikimedia Commons

L’hypothèse de la "jaunisse" est-elle vérifiée ?

Dans un premier temps, Stephen Warren avait émis l’hypothèse que des impuretés dans l'eau de l'océan étaient à l’origine de la couleur verte. Des résidus microscopiques de plantes et d'animaux marins morts auraient-ils été piégés dans la glace ? Hypothèse non vérifiée car il s’est avéré que les glaces marines3 vertes et bleues contiennent des quantités similaires de matière organique, et en quantité trop faible pour avoir une incidence sur l’apparence colorée.

Puis une autre hypothèse est née des recherches de l'océanographe Laura Herraiz-Borreguero de l'université de Tasmanie : elle a découvert, à partir d’une carotte prélevée sur la plateforme glaciaire d'Amery, que la glace marine contenait jusqu’à 500 fois plus de fer que la glace glaciaire située au-dessus. Alors, la couleur verte s’expliquerait par la présence d’oxydes de fer4, principalement sous forme goethite dont la couleur jaune se superposerait à la couleur bleue naturelle de l’iceberg. Mais alors, d’où vient le fer ? De fait, il est plutôt rare dans les régions océaniques.

Selon Warren, la clé de l’énigme serait la farine glaciaire, poudre qui se forme lorsqu’un glacier érode les côtés et le fond du substrat rocheux sous-jacent. Des particules riches en fer ainsi formées sont évacuées dans l’océan puis se retrouvent sous les plates-formes de glace où elles se mêlent à la glace marine en formation. Finalement, cette dernière se détache pour former des icebergs.

L’équipe de Stephen Warren a calculé la quantité de fer nécessaire pour passer d’une couleur bleue à une couleur verte. Elle a montré que la quantité de fer dans la glace marine d’Amery justifiait l’évolution de la couleur.1 Une telle explication de la couleur verte est certes très plausible mais il reste à apporter des preuves concrètes par des études sur le terrain.

L’incidence sur la vie marine

Le réchauffement climatique fait reculer les lignes d'ancrage glaciaires (où les glaciers passent de l'assise rocheuse à la flottaison sur l’océan) tout autour de l'Antarctique. Il en résulte une déstabilisation et une fragmentation des plates-formes de glace, ce qui peut déclencher des armadas d’icebergs verts, avec deux conséquences, l’une négative, l’autre positive :

– cette glace terrestre tombant dans l’océan contribue à l’élévation du niveau de la mer ;

– le fer issu de ces icebergs verts constitue un véritable festin pour le phytoplancton dont il se régale.

Rappelons que le phytoplancton est la base de la chaîne alimentaire dans l'océan Austral. En outre, il absorbe par photosynthèse des quantités considérables de dioxyde de carbone et est à l’origine du puits de carbone majeur de la planète que sont les océans.5

Toutefois, « avec le réchauffement climatique, si l'eau de l'océan qui s'écoule sous la plate-forme de glace se réchauffe, il est probable que moins de glace marine se formera et que moins de fer sera fourni au phytoplancton », a déclaré Warren.6

Affaire à suivre, donc. L’Antarctique n’a pas fini de faire parler de lui !

Références et notes

1S. Warren et al., “Green icebergs revisited”, Journal of Geophysical Research: Oceans, vol. 124, pp. 925–938, 2019. https://doi.org/10.1029/2018JC014479

2Le spectre d’absorption des molécules d’eau isolées se situe essentiellement dans l’infrarouge. Lorsqu’elles sont liées entre elles par des liaisons hydrogène dans l’eau liquide, et a fortiori dans la glace, il en résulte une modification de ce spectre telle qu’il se prolonge dans le visible. C’est pourquoi, après la traversée de la lumière solaire sur une grande épaisseur d’eau ou de glace, seules les plus courtes longueurs d’onde sont perceptibles : le bleu et le violet. Mais notre œil est moins sensible dans le violet et le Soleil est moins riche en radiations violettes qu’en radiations bleues, d’où la sensation de bleu. Voir le billet du 15.07.2021 : L’« O bleu » des Océans vus de l’espace.

3L'eau de mer peut parfois geler sur la partie inférieure des plates-formes de glace de l'Antarctique. L’épaisse couche qui apparaît ainsi est appelée glace marine. Contrairement à la glace en surface qui emprisonne l'air en formant des bulles, la glace marine se forme sous des pressions plus élevées ; dans ces conditions, l'air étant plus soluble, le nombre de bulles est réduit et la glace apparaît translucide.

4Les principaux oxydes de fer sont l’hématite (Fe2O3) de couleur rouge et la goethite (FeOOH) de couleur jaune. Le rapport goethite/hématite est plus élevé dans la glace marine que dans les aérosols atmosphériques. En effet, dans l'eau, les grosses particules d'hématite sont stables alors que les nanoparticules de cet oxyde (diamètre < 100 nm) sont métastables. Voir réf. 1.

5Voir le billet du 14.12.2018 : Poumon vert et poumon bleu dans l’air du temps.

6T. Hale,Scientists may finally know where mysterious 'emerald' icebergs come from”, Insider.com

 

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