Fonte des glaces

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Lieux propices à sa réalisation
8 Catégories

Présentation de l'expérience

Pourquoi la fonte de la banquise, des icebergs ou des glaciers n'a-t-elle pas le même impact sur le niveau des océans ?

Cette expérience reconstitue et compare les conséquences de la fonte de la banquise et des icebergs et celle des glaciers sur le niveau des mers et des océans. Elle permet de comprendre quelles glaces participent à la montée des eaux lorsqu'elles fondent.

Matériel

2 verres
2 assiettes
Un livre
Une règle plate en plastique
Fichier:Glaçon.jpg 4 glaçons
Fichier:Pâte à modeler.jpg De la pâte à modeler
De l'eau chaude
Une bouilloire

L'expérience

La manipulation

Poser un verre sur une assiette. Y mettre 3 glaçons et remplir à ras bord d'eau chaude.
Poser l'autre verre sur la deuxième assiette, et le remplir à ras bord d'eau chaude.
Placer une bande de pâte à modeler sur une extrémité de la règle.
Placer le livre à la verticale à proximité du deuxième verre (eau chaude seule).
Poser la règle en équilibre entre le haut du livre et le deuxième verre.
Poser un glaçon sur la règle, contre la butée en pâte à modeler.
Attendre et observer.

Que voit-on ?

Le premier verre qui contient les trois glaçons ne déborde pas, alors que le deuxième déborde.

Explications

De manière simple

Dans le premier verre, au départ, c'est l'ensemble glaçon et eau qui place le niveau à ras bord. Or, en vertu du principe d'Archimède, le niveau de l'eau ne doit pas augmenter lorsque la glace fond, comme expliqué ici [fichier pdf].

En dehors du rôle de la poussée d'Archimède, il y a encore la dilatation de l'eau en fonction de la température qui intervient. Dans cette expérience, on a mis de l'eau chaude pour faire fondre le glaçon plus vite et limiter la durée. En fait, après la fonte l'eau a une température plus faible et donc un volume légèrement plus faible, ce qui contribue encore à ne pas faire déborder l'eau. Mais, on aurait pu faire la même expérience avec de l'eau froide et les conclusions auraient été les mêmes.

Dans le deuxième verre, l'eau est à ras bord et le glaçon qui fond sur la règle ajoute de l'eau liquide qui vient s'ajouter à l'eau déjà présente dans le verre, ce qui le fait déborder.

Questions sans réponses (mais qui font réfléchir...)

Quelle est la densité de l'eau dans ces différents états ?

Pourquoi l'eau prend-elle plus de place à l'état solide ?

Est-ce qu'on obtiendrait les mêmes résultats sur la lune où la poussée d'Archimède est 6 fois moins forte ?

Allons plus loin dans l'explication

La banquise est une étendue de mer gelée, elle se forme lorsque la surface de la mer gèle et s'étend durant l'hiver polaire. Lorsque le temps se réchauffe, la banquise fond (en partie), mais cette fonte ne produit pas de hausse du niveau de l'eau car comme dans le premier verre de l'expérience la banquise est déjà dans l'eau.

Les icebergs sont des morceaux de glaciers (de l'eau douce sous forme de glace qui s'accumule sur les continents lorsqu'il neige) qui se sont détachés sous l'effet du vent ou du réchauffement et sont tombés dans la mer. Au moment où ils tombent ils ajoutent un volume d'eau gelée au niveau de la mer.

C'est la fonte des glaciers montagneux, principalement au pôle sud (antarctique), qui provoque une augmentation du niveau de la mer. Car comme dans le second verre de l'expérience, c'est la fonte de la glace non contenue dans la mer qui s'ajoute et qui provoque une montée du niveau de la mer, directement par l'eau liquide issue de la fonte des glaciers, ou par la chute d'icebergs dans la mer.