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site. Seules les mers à faible salinité peuvent présenter de reaa aa maximum de densité. Pour une eau de salinité égmle à 10 millièmes, la température de densité maximmii est, ea effet, de + 1"*?^? bIotb que le point de congélation est à — 0'',53. "^
On aTait, pendant longtemps, « admis >» que la glace de mer^ c'est-à-dire la glace proyenant de la congélation de Teau océanique, était constituée par de Teau pure solidifiée, la solidification ayant opéré Télimination des sels dissous. Les travaux des physiciens ont établi que cette légende était mal fondée.
Quand un volume d'eau de mer passe partiellement à Tétat solide, nouis sommes en présence de la congélation d'une dissolution d'un mélange de plusieurs sels. Les sels dissous se partagent inégalement entre la portion congelée et la portion restée liquide.
L'expérience montre que la glace est plus riche en sulfates, tandis que Peau restante s'enrichit en chlorures. Cette concentration des sulfates dans la partie solide, tandis que les chlorures s'accumulent dans la « saumure w, explique une particularité observée au cours de certains voyages arctiques où des hommes, ayant bu de l'eau provenant de la fusion de « glaces de mer » ne Pavaient pas trouvée salée, et étaient tombés malades des suites de cette absorption : ils avaient absorbé des dissolutions de sulfates qui avaient occasionné des troubles Intestinaux.
En somme, l'eau de mer, par sa solidification, se partage en trois parties bien distinctes : une saumure liquide contenant des sels dissous ; de la glace proprement dite ; et enfin des composés solides qu'on appelle des cryohydrates* On sait que Von désigne sous ce nom des sels hydratés, dont la formule de constitution est très compliquée et qui renferment des proportions très fortes d'eau de cristallisation.
Quand on refroidit une solution étendue d'un sel déterminée! qu'on atteint sa température de congélation, on a, en présence les uns des autres, des sels solides, delà glace solide et de la dissolution. Quand la température continue à s'abaisser, la solution abandonne une plus grande quantité de glace et de sel, jusqu'à ce que, quand la température est suffisamment basse, ou n'ait plus qu'un agglomérat de glace solide et de cristaux de seis. Ce sont, précisément, les cryohydrates, et la température à laquelle ils se produisent a reçu le nom de température eutec tique.
Le professeur 0. Pettersson a, le premier, étudié les températures eu tec tiques et l'échelle de leur répartition pour les différents sels contenus dans l'eau de mer. li a trouvé ainsi : pour le sulfate de sodium la température de — 0*,7; pour le chlorure de potassium, — ll%i; pour le chlorure de sodium, — 21%9; pour le chlorure de magnésium, — 33%6; pour le chlorure de calcium, — 55%0.
On voit donc que la séparation du sulfate de calcium devrait commencer à — 0*,7, s'il était en solution « séparée » ; mais, le fait qu'il se trouve en solution « mélangée » amène la séparation à ne s'effectuer, en réalité, qu'à — Sf*. Mais un phénomène secondaire se produit : quand de l'eau de mér fraîche pénètre dans la glace déjà formée par les pores de celle-ci, elle lui apporte une nouvelle proportion de sulfates, de sorte que la saumure s'enrichit, à son tour, en chlorures. D'une façon générale, on peut donc affirmer que la congélation partage l'eau de mer en deux parties, l'une solide, l'autre liquide, ayant chacune une composition chimique différente. La « glace de mer » est donc loin d'être un corpç homogène.
La glace d'eau douce flotte sur l'eau : c'es^ une conséquence de l'existence du maximum de densité à une
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température aupëneure & celle de Ift cODgélaUoo.
La glace de mer « flotte » égalemeot sur l'ean dont elle provient. Sa densité est donc inférieure à celle de EOQ ean-mère; mais cette densité eet variable, dod eeulement snivant celle de l'eau génératrice, maiB encore suiraot les circonstances dkns lesquelles la congélation s'est faite.
La densité de la glace d'ean douce est de 0,917, Celle de la « glace de mer » varie entre 0,903 et 0,959. On peut admettre comme valeur moyenne la plus probable, ie chiffre de 0,92. i ^
Le coe0cient de dilatation de la glace de mer a une importance considérable au point de vue de la compression et du retrait des banquises polaires. Les mesures les plus dignes de confiance donnent, pour la valeur de ce coefficient, la valeur y. = 0,00015 ; il s'agit du coefficient de dilatation » cubique ». Cette valeur est 1/6660.
La chaleur de fusion de la glace provenant de l'eau de merde salinité moyenne 35 millièmes est 52 calories; c'est donc le^ deux tiers seulement de la chaleur de fusion de la glace d'eau douce.
Quant à la conductibUiié thermique de jla glace de mer, elle est 120 fois plus faible que celle d'un métal usuel : le fer. Cette faible conductibilité de la glace de mer est précisément la cause qui limite l'épaisseur des banquises qui recouvrent, pendant l'hiver, la surface des mers arctiques, en protégeant l'eau sous-jacente contre le froid croissant de l'atmosphère.
Comment se forme la « glace de mer » ?
Comme l'eau douce, l'eau de mer peut présenter le phénomène de la surfàsion ; elle peut ëlre refroi<lit; au-dessous de — 2°, h. condition de demeurer en repos ; mais, alors, la moindre agitation en amène la solidification instantanée.
Qnaiid le phénomène de la < congélation se produit, c'est à la surface de ia mer qu'il coiBiiiienee. L'eau se recouTre de cristaux de glace, les « fleurs de la glace «^ dont Tensemble forme nne bouillie glacée rappelant la consistance d'un sorbet. . .
Cette matière pâteuse a ua.premijei| effet : elle étend cpmme une toile à la surface de la mer qu'elle soustrait ainsi k l'action du vont : les vagues ne s'y prodAÛsent plus qu'avec dimculté; tout en ralentissant la. marche des navires, e^le s'écarte cependant devaiU; leur étrave» Mais, peu à peu, la consistance s'accroît. Les cristaux, d'abord séparés, se isoudent les uns 4ux autres pour former une couche de glfice continue, qui s'épaissit petit à petit, et qui, d'abord élastique au ^nt'. d'obéir aux oscillations lentes de la houle, finit par devenir absolument rigide. ' ;
Alors, la pier est « prise », et la purfoce solide qui ia recouvre, le k pack » des Anglais, constitue ce qu'on appelle la èanquist^ qui, une fois formée, s'épaissit par en dessous* Hais cet épaississement est limité, comme nous l'avons vu, par la faible conductibilité de la glace déjà formée. On a beaucoup (tiscuté sur l'épaisseur des banquises polaires, âir G. Nares évaluait à plus de 50> mètres répaisseurde la couche de glace au nord de l'Amérique, dans l'archipel polaire. Il y supposait l'exis* lence de glaces vieilles de plusieurs si^cles^ qu'il appe-» iàit des glaces « paléocrystiques ». Aujourd'hui, des mesures précises et nombreuses .permettent de rectifier ces chiffres un peu légendaires « L'épaisseur moyenne est de 2°'50 à 3 mètres, et quelle que soit la rigueur de la température, on peut affirmer que jamais l'épaisseur de la banquise ne dépasse 6 à 7 mètres.
Quant à la fusion des glaces de mer, elle est très lente en eau calipe, beaucoup plus rapide en eao mouvementée : ce derniar cas se produit pour les glaçons flottants à la surface d'une mer agitée f^ar les vagues.
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Quand la banquise est formée, son épaisseur augmente peu à peu jusqu'à ce qu'elle arrive à sa valeur limite ; quant à son étendue, elle peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres dans tous les sens. En principe, cette couche continue de glace est plane* Hais, même si elle l'est un instant, elle ne saurait le demeurer pour plusieurs raisons, dont la principale est la dilatation thermique de la glace.
Comme tous les corps, la glace se dilate quand la température monte, se contracte quand elle baisse. Or la glace, formée à la température de — 2"^, peut être soumise à des températures de — 50^ et même moins. Elle sera donc soumise à des contractions considérables.
Considérons la banquise formée au début de l'hiver : la température qu'elle subit décroît constamment, fille 8e contractera donc sans cesse, et cette contraction fera naître des crevasses dans la glace superûcielle. L'eau sous-jacente va pénétrer dans ces crevasses et s'y congeler à son tour. Mais, en se congelant, elle augmente de volume et exerce une pression latérale sur les parois de glace qui l'enserrent latéralement. Sous l'influence de ces pressions multipliées, le champ de glace va donc se trouver comprimé horizontalement ; sa surface va se plisser et se couvrir d'eztumescences faites de glaçons superposés.
Mais, quand la température remonte de — 50* à — 20*, par exemple, la glace se dilate dans le sens horizontal ; de là de nouveaux plissements. Toutes ce^ dislocations moléculaires se font avec un bruit rappelant les détonations d'une artillerie nombreuse. Les saillies provenant de glaçons accumulés les uns sur les autres par suite de ces compressions constituent les hummocks et les torois.
Ainsi, la banquise est dans un perpétuel état d'agitation moléculaire : tantôt elle se soulève en produisant
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4es aspérités qui dépassent sa surface de 12 à 15 mètres, tantôt elle se brise en morceaux énormes que la congélation de Teau interposée a vite fait de ressouder les mu aux autres. )
Mais^ isudépemdamment de eed mouyementa de nature molécnlaipe, la banquise est soumise à' des mouvameats généraux : oUe « dérii^ n sous llnflkienee des courants dont est animée l'eau sur laïquelle eUe flotte*
Nous verront, en étudiant les courants marins^ les lois; de la dérive du basaia j^olaire, queNanssen a sOu, le pre* mier, la gloire démettre nettement en évidence. L'ii-: lustre navigateur avait tiré parti de la découverte, Xaite an Gk*oônlaiid, d'épaves ide la Jeannette 'na;yiragée au nord-ouest du détroit de Behring. 11- alla faire porendre dans les glaces son navire, le Franiy au vorisioage des îles de Isi Nouvelles-Sibérie, pour le faire dériver av.ec la banquise : H isivaitpensé ^uela dérive qu'ai subirait aiosi le ferait passer à proximilié du pôle Nord et le condui-^ rait entre l'Islande el le GroënlaAd. L'expéiienee coiifirma ses prévisions ; le voyage du Fram est une des plus belles expéditions scientiiiques qui aient jamais été accomplies.
Quand arrive la ûn> de la saison froide e4 que eommence Tété polaire, les phénomènes que nous avons décrits se produisent en ordre inverse. La banquise se disloque ; elle se divise en glagons séparés, d'abord à ses contours extérieurs^ puis, de plus en plus, vers son centre. Les crevasses et les fentes augmentent en nombre et en étendue, et l'eau q.m s'y précipite n'est plug congelée, mai» demeure liquide. Les glaçons de la périphérie sont entraînés par les couranb^vers des latitudes plus basses : c'est la débAde.
La température de l'eau de mer^ à ce momeot, est plus élevée. Alors que l'eau sous-jacente de la banquise est, en hiver, 4 la température de — 2^, elle eet^ en été, à la tetopétature de — 1*, de O*, et même de -J- !• ou -f 2®. Cette eani fait donc fondre les glaçons qu'elle sour
