L'augmentation des températures des océans du monde menace d'accélérer la fusion et l'éclatement des glaciers, ce qui augmente potentiellement le nombre d'icebergs et, avec lui, la nécessité de mieux comprendre davantage sur leur mouvement et leur impact. Grâce à une série d'expériences, une équipe de scientifiques a identifié certains des facteurs qui font chavirer les icebergs, offrant un aperçu de la façon dont le changement climatique peut affecter les eaux de la Terre.
« Notre étude contribue aux connaissances fondamentales sur la physique des glaces, qui est un facteur vital dans la santé de notre planète et qui doit être comprise pour améliorer la modélisation climatique et les prévisions météorologiques », explique Leif Ristroph, professeur agrégé au Courant Institute of Mathematical Sciences et auteur principal du journal, qui apparaît dans la revue de la Journal Fluides d'examen physique.
« Ces résultats montrent comment la fusion et le chavirement des icebergs sont liés de manière compliquée. Ces informations sont cruciales car la fusion de la glace peut être considérée comme le« canari dans la charcein »: le premier avertissement du moment où la Terre se réchauffe ou autrement de son équilibre habituel.»
Les chercheurs, qui comprenaient également Bobae Johnson de NYU, Zihan Zhang et Alison Kim ainsi que le Scott Weady du Flatiron Institute, a mené une série d'expériences dans le laboratoire de mathématiques appliquées de l'université qui a reproduit des icebergs flottants.
Pour ce faire, ils ont préparé des blocs de glace sous la forme de cylindres longs – éliminant des bulles qui compliqueraient les conditions – et les placaient dans un réservoir d'eau douce à température ambiante, qui s'est avéré être un moyen efficace pour évaluer la fonte de glace dans les études antérieures. Les scientifiques ont ensuite utilisé des caméras pour capturer la vitesse et le mouvement de la fusion et du chavirement de l'iceberg du modèle.
« Nous avons constaté que la fonte des remodelage progressive de la glace, qui tourne ensuite brusquement ou chavire avant de s'installer dans une nouvelle orientation », explique Ristroph. « Ce processus se répète encore et encore. Nous voyons généralement environ 10 à 15 événements de chavire pendant les 30 minutes qui enlèvent la glace pour fondre complètement. »
Au cours de ce processus, la forme de la glace change de manière significative, en développant des bords et des coins pour éventuellement ressembler à un pentagone – un résultat inattendu.
« Cela a été une surprise totale, nous avons donc travaillé pour expliquer les observations en développant un modèle mathématique qui pourrait expliquer comment la fusion change la forme de la glace et comment l'évolution de la forme peut induire la glace à chavirer », explique Ristroph.
Le modèle mathématique, développé en s'appuyant sur les données expérimentales, comprenait les effets du poids et des forces de flottabilité sur la glace ainsi que les forces hydrodynamiques en raison de son mouvement dans l'eau – et illuminé les divers facteurs entraînant le changement de forme et le chavirement.
« Nous avons appris que la fonte se produit principalement le long de la surface mouillée de la glace sous la ligne de flottaison tandis que la« pointe »hors de l'eau est presque non affectée, ce qui laisse finalement le haut de la glace afin qu'il perde la stabilité gravitationnelle dans l'eau et tourne», raconte Ristroph.
« Étonnamment, il a tendance à tourner à travers un angle spécial correspondant à un cinquième d'une révolution complète – et cela concerne pourquoi la forme a finalement cinq côtés. »
