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Neige et glace / Causes de la couleur

Icebergs flottant près de Seward et Tracy Arm, Alaska. Les teintes bleues à bleu-vert sont dispersées lorsque la lumière pénètre profondément dans les cascades et les glaciers gelés.

Flaque d’eau sur un glacier (Parc national volcanique de Lassen).

Les glaciers majestueux et les bancs de neige épais agissent comme des filtres qui absorbent la lumière rouge, faisant apparaître une crevasse ou un trou profond en bleu.

Qu’est-ce qui cause la couleur bleue qui apparaît parfois dans la neige et la glace?

Comme pour l’eau, cette couleur est causée par l’absorption de la lumière rouge et jaune (laissant la lumière à l’extrémité bleue du spectre de la lumière visible). Le spectre d’absorption de la glace est similaire à celui de l’eau, sauf que la liaison à l’hydrogène provoque le déplacement de tous les pics vers une énergie plus faible, ce qui rend la couleur plus verte. Cet effet est augmenté par la diffusion dans la neige, ce qui fait que la lumière parcourt un chemin indirect, offrant plus de possibilités d’absorption.

De la surface, la neige et la glace présentent une face uniformément blanche. En effet, presque toute la lumière visible frappant la surface de la neige ou de la glace est réfléchie, sans aucune préférence pour une seule couleur dans le spectre visible.

La situation est différente pour la lumière qui n’est pas réfléchie, mais pénètre ou est transmise dans la neige. Lorsque cette lumière se déplace dans la neige ou la glace, les grains de glace dispersent une grande quantité de lumière. Si la lumière doit voyager sur une distance quelconque, elle doit survivre à de nombreux événements de diffusion de ce type. En d’autres termes, il doit continuer à se disperser et ne pas être absorbé. Nous voyons généralement la lumière revenir des couches proches de la surface (moins de 1 cm) après qu’elle a été dispersée ou rebondie sur d’autres grains de neige seulement quelques fois, et elle apparaît toujours blanche.

En termes simples, considérez la couche de glace ou de neige comme un filtre. Si elle n’a qu’un centimètre d’épaisseur, toute la lumière la traverse; si elle a un mètre d’épaisseur, la lumière principalement bleue la traverse. Ceci est similaire à la façon dont le café apparaît souvent clair lorsqu’il est versé, mais beaucoup plus sombre lorsqu’il est dans une tasse.

Plus profondément dans la neige, l’absorption préférentielle du rouge commence à devenir perceptible. Tout comme avec l’eau, plus de lumière rouge est absorbée par rapport au bleu. Pas beaucoup plus, mais assez pour que sur une distance considérable, disons un mètre ou plus, les photons émergeant de la couche de neige aient tendance à être composés de plus de lumière bleue que de lumière rouge. Cela se voit généralement lorsque vous creusez un trou dans la neige et que vous regardez dans le trou pour voir la lumière bleue, ou dans la couleur bleue associée aux profondeurs des crevasses des glaciers. Dans chaque cas, la lumière bleue est le produit d’un trajet relativement long à travers la neige ou la glace. Cette sélection spectrale est liée à l’absorption et non à la réflexion.

Iceberg vêlé du glacier Le Conte en Alaska. Plus un iceberg est glacé et clair, plus il apparaît bleu. Les grains plus grands de la glace pétillante permettent une pénétration plus profonde de la lumière incidente et une teinte réfléchie qui peut varier du bleu-vert au bleu en fonction de la couleur de la surface qui sous-tend la glace.

La glace de glacier dure-t-elle plus longtemps dans les boissons?

Oui, un peu, car les cristaux de glace sont plus gros. Les cristaux fondent de l’extérieur et les gros cristaux exposent moins de surface par unité de volume de glace; par conséquent, la glace avec des cristaux plus gros fond plus lentement.

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