Une chercheuse montre que la glace de mer se transforme en neige et reçoit le Prix de Quervain 2024
Le prix suisse de la recherche sera décerné à Amy Macfarlane pour son doctorat portant sur la microstructure de la neige sur la glace de mer. L’une de ses découvertes a montré que la neige sur la glace de mer ne tombe pas seulement du ciel, mais qu’elle se forme également à partir de la mer.
Lorsque la doctorante britannique Amy Macfarlane s’est embarquée dans « la plus grande expédition polaire de l’histoire » avec le navire de recherche allemand Polarstern en 2020, elle ne s’attendait pas à la découverte scientifique qu’elle allait faire.
Le Polarstern étant bloqué dans la glace de mer de l’océan Arctique, elle a rejoint le navire pour effectuer des travaux sur le terrain dans le cadre de sa thèse de doctorat. Son sujet était la microstructure de la neige sur la glace de mer, et elle a apporté avec elle des méthodes de recherche développées pour la recherche alpine en Suisse, des méthodes qui n’avaient jamais été utilisées sur la glace de mer. Des méthodes qui n’avaient jamais été utilisées sur la glace de mer.
Les données qu’elle et une équipe de l’Institut de recherche sur la neige et les avalanches (SLF) ont recueillies consisteront en une année complète de mesures de la neige à haute résolution. Ces données seront utilisées dans le cadre de ses recherches pour mieux comprendre le transfert de chaleur à l’intérieur de la neige et la réflexion de la lumière sur sa surface.
Mais lorsqu’elle est retournée au SLF à Davos, en Suisse, elle a remarqué quelque chose d’inhabituel dans l’ensemble des données. Il y avait une tendance récurrente dans tous les échantillons de neige prélevés en hiver. Elle ne s’y attendait pas.
« C’était une découverte très intéressante », a déclaré Amy Macfarlane à Polar Journal AG.
« Lorsque j’ai examiné les données, j’ai constaté une tendance continue. La neige dans l’Arctique est généralement hétérogène : il y a décomposition et érosion car il y a beaucoup de vent. Le manteau neigeux n’est jamais le même et il est toujours très bosselé.
« Le fait d’avoir un signal aussi clair et aussi constant tout au long de l’hiver a été un signal fort indiquant qu’il se passait quelque chose que nous n’attendions pas », a déclaré Amy Macfarlane.
La neige vue d’en bas
Ce qu’elle a découvert est une véritable surprise. Contrairement à ce à quoi la plupart des gens s’attendaient, la neige sur la glace de mer ne provenait pas entièrement de l’atmosphère. Le signal constant dans les données indiquait qu’une partie de la neige provenait de la transformation de la glace de mer en neige.
Dans un chapitre de sa thèse, publié en 2023, Amy Macfarlane a estimé qu’environ 28 % de la neige provenait de la glace de mer sous-jacente et non de l’atmosphère.
« Le principal enseignement de cet article est que la neige de la glace de mer ne provient pas de l’atmosphère, mais de la glace de mer sous-jacente », a-t-elle déclaré.
Sur terre, certaines études avaient déjà indiqué que l’eau contenue dans le sol contribuait à la masse de la neige. Mais personne ne savait dans quelle mesure le même processus se produisait sur la glace, où il y a beaucoup plus d’eau (gelée) en dessous.
« Nous n’avions pas encore réalisé que la glace de mer est une énorme source de vapeur. Auparavant, nous supposions que la couverture neigeuse provenait uniquement des précipitations, ce qui modifie notre vision de l’origine de la neige sur la glace de mer », a déclaré Amy Macfarlane.
Contribuer aux modèles climatiques
En ce moment, la glace de mer intéresse beaucoup les chercheurs en sciences polaires. Chaque année, elle se forme puis fond, affectant de vastes zones de la surface de l’océan dans les deux régions polaires.
Une surface blanche et enneigée renvoie 50 à 90 % de la lumière du soleil qui la frappe, tandis qu’une surface océanique bleue en renvoie 2 à 5 %. C’est ce que l’on appelle l’effet albédo, qui a des conséquences importantes sur l’impact du changement climatique sur la Terre à l’avenir.
Outre les effets optiques, la neige sur la glace de mer sert également d’isolant pour la glace de mer située en dessous. Il est donc essentiel pour les modèles climatiques mondiaux de comprendre comment la structure de la neige se développe et évolue tout au long de l’hiver.
C’est pourquoi les travaux d’Amy Macfarlane visant à comprendre la microstructure de la neige sur la glace de mer sont pour le moins importants. Selon les prévisions actuelles, l’Arctique sera libre de glace en été d’ici dix ans.
« Pour faire de bonnes prévisions à long terme, nous devons comprendre les processus les plus importants à inclure dans ces modèles. C’est ce à quoi ce travail contribuera, je l’espère », a déclaré Amy Macfarlane.
L’impact environnemental des expéditions de recherche
Depuis qu’elle a terminé son doctorat, Amy Macfarlane a obtenu un poste de postdoc à l’université arctique de Norvège à Tromsø et à l’université de Northumbria au Royaume-Uni. Mais l’importance de la découverte qu’elle a faite dans le cadre de son doctorat est aujourd’hui reconnue en Suisse, où elle a effectué sa thèse.
Lors d’une cérémonie organisée le 3 décembre 2024, elle recevra le Prix de Quervain 2024. Ce prix est décerné par le Swiss Polar Institute à des scientifiques en début de carrière pour leurs travaux de maîtrise, de doctorat ou de postdoctorat.
Pour Amy Macfarlane, cette reconnaissance a été une surprise bienvenue.
« Passer d’un doctorat à un post-doc peut être difficile. Je dois maintenant être très indépendante dans mon travail et je dois croire que ce que je fais fait fait la différence. C’est pourquoi recevoir ce prix est vraiment extraordinaire », a-t-elle déclaré.
Le prix est assorti d’un chèque de 5 000 francs suisses, et Amy Macfarlane a déjà réfléchi à la manière dont elle dépensera cet argent. Elle souhaite contribuer à atténuer l’impact environnemental de la recherche polaire.
« Je réfléchis aux moyens de normaliser et de promouvoir les évaluations de l’impact environnemental des expéditions scientifiques dans l’Arctique. Les évaluations d’impact sont une pratique courante dans l’industrie, mais elles font souvent défaut dans la communauté scientifique, en particulier dans l’Arctique.
« C’est un sujet sur lequel je travaille déjà avec un groupe de chercheurs en début de carrière, mais grâce à ce prix, j’espère obtenir des qualifications qui faciliteront le processus », a déclaré Amy Macfarlane.
Ole Ellekrog. Polar Journal AG
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