La contribution de la recristallisation de la banquise au manteau neigeux arctique

Une histoire cachée dans la neige arctique

La neige qui recouvre la banquise arctique peut sembler n’être qu’une simple couverture blanche, mais cette étude montre qu’elle s’accroît silencieusement depuis le dessous autant que depuis le ciel. Plutôt que d’être uniquement de la neige provenant de précipitations, une partie de ce manteau provient en fait de la banquise : celle-ci s’évapore puis se refige plus haut. Comprendre cet échange caché entre la glace de mer et la neige est important car il influence la quantité de lumière réfléchie, les échanges gazeux entre océan et atmosphère, et les prévisions du climat futur dans un Arctique qui se réchauffe rapidement.

La neige qui croît depuis la glace vers le haut

La neige sur la banquise se trouve entre deux mondes très différents : une atmosphère glaciale au-dessus et une eau océanique relativement plus chaude en dessous. Ce contraste de température crée de fortes différences verticales à travers la neige, qui entraînent la migration de la vapeur d’eau vers le haut depuis la glace. À mesure que cette vapeur traverse les pores d’air de la neige et se recondense, elle remodèle les cristaux en structures plus grosses et plus fragiles connues sous le nom de depth hoar. Des travaux antérieurs sur les sols de toundra avaient laissé penser que la glace de sol pouvait apporter une petite quantité de masse à la neige sus-jacente, mais jusqu’à présent personne n’avait quantifié ce processus sur la banquise arctique dérivante.

Suivre la trace de l’eau lourde

Les chercheurs ont participé à l’expédition MOSAiC d’un an, qui a dérivé avec la banquise arctique de la fin 2019 au printemps 2020. Sur plus d’une centaine de sites balisés sur une plaque de glace centrale, ils ont creusé à plusieurs reprises des fosses à neige et mesuré l’épaisseur, la densité et la température de la neige depuis la surface jusqu’au contact neige–glace. De façon cruciale, ils ont prélevé plus de 500 échantillons de neige et de nombreux carottes de glace de mer pour analyser les « empreintes » naturelles des molécules d’eau : formes lourdes et légères de l’hydrogène et de l’oxygène. Parce que la glace de mer et les chutes de neige portent des signatures isotopiques distinctes, tout apport de vapeur depuis la glace vers la neige laisse une trace reconnaissable dans ces rapports.

Preuves d’un apport de neige alimenté par le dessous

Les mesures ont révélé que les gradients de température à l’intérieur de la neige étaient souvent extrêmement marqués, la plupart des fosses dépassant le seuil où la croissance rapide des cristaux et le transport de vapeur sont attendus. Dans presque tous les profils verticaux de neige, les quelques centimètres inférieurs — juste au-dessus de la glace — étaient beaucoup plus enrichis en oxygène lourd que les couches de surface, et plus proches en composition de la glace de mer sous-jacente. Parallèlement, la partie basse du manteau neigeux avait tendance à devenir moins dense et plus transformée structurellement, ce qui est cohérent avec un flux de vapeur ascendant et une recristallisation. Une mesure isotopique supplémentaire, appelée excès de deutérium, a aidé à écarter d’autres explications comme la contamination saline due aux embruns ou aux inondations, renforçant l’interprétation selon laquelle le signal provient de vapeur s’échappant de la glace.

Quelle quantité de neige nouvelle provient de la banquise ?

Pour estimer quelle part de la neige était en réalité d’origine glaciaire, l’équipe a combiné deux approches complémentaires. D’abord, elle s’est appuyée sur des résultats d’expériences contrôlées en laboratoire, où de la neige au-dessus d’une dalle de glace était soumise à un gradient de température connu et la perte de glace était soigneusement suivie. En adaptant cette relation aux conditions réelles de température et de vapeur mesurées pendant MOSAiC, ils ont calculé quelle quantité de glace aurait dû sublimer puis se redéposer dans la neige. Cela correspond à l’équivalent d’environ 4 centimètres d’épaisseur de neige ajoutés depuis le dessous au cours de l’hiver. Ensuite, ils ont appliqué un modèle de mélange simple aux données isotopiques, traitant les chutes de neige atmosphériques et la glace de mer comme deux membres extrêmes. Cette analyse suggère une contribution encore plus importante : en moyenne, environ un tiers de la masse de neige, soit environ 6 centimètres de neige, pourrait être retracée jusqu’à de la glace de mer recristallisée.

Pourquoi cela importe dans un Arctique qui se réchauffe

Bien que chaque estimation comporte des incertitudes, prises ensemble elles montrent que la banquise n’est pas seulement une plate-forme pour la neige, mais aussi un fournisseur actif. À mesure que l’Arctique continue de se réchauffer et que les profondeurs de neige, les vents et les gradients de température évoluent, cette croissance cachée depuis le dessous influencera l’épaisseur et la densité de la neige, la facilité avec laquelle la chaleur s’échappe de l’océan, et la façon dont les impuretés et les substances chimiques sont stockées ou libérées. Pour les non-spécialistes, le message clé est que le manteau neigeux arctique est en partie construit à partir de banquise recyclée, et que reconnaître ce processus aidera à améliorer les modèles climatiques, les interprétations satellitaires et notre compréhension globale de la réponse de l’océan glacé à un climat changeant.

Citation: Macfarlane, A.R., Mellat, M., Dadic, R. et al. The contribution of sea-ice recrystallization to the Arctic snowpack. Nat Commun 17, 2429 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68762-0

Mots-clés: neige arctique, banquise, vapeur d'eau, isotopes stables, changement climatique