Il est rare de nos jours de découvrir un phénomène complètement nouveau pour la science, un phénomène qui élargit le catalogue mondial des objets de manière étrange et merveilleuse. Mais tout comme cela s’est produit ces dernières années avec les tribus non contactées, les grottes invisibles et les bêtes marines, les brinicles de l’Antarctique ont récemment été présentés aux aventuriers en fauteuil, en grande partie grâce à un remarquable extrait de film de la BBC.

Ce sont des structures bizarres, d’un autre monde, des tentacules filiformes qui descendent de la glace de mer flottante dans les eaux glaciales de l’Antarctique.

Typiquement, une nouvelle observation s’inscrit dans une théorie déjà établie, qui peut ensuite être appliquée et modifiée pour caractériser précisément la découverte. Mais comme les brinicles sont relativement nouveaux dans le monde scientifique, il n’y a pas de cadre théorique pour commencer. Quel est donc le meilleur modèle à appliquer aux brinicles ? Quelle est la façon la plus utile d’analogiser ces structures glacées inhabituelles ?

Une nouvelle étude dirigée par Julyan Cartwright, un scientifique de l’Université de Grenade, cherche à planter un mât et à revendiquer les brinicles comme une manifestation du principe du « jardin chimique ».

Les jardins chimiques sont un élément de base des cours de chimie des lycées – une expérience rapide et visuellement impressionnante qui a au moins une chance de lutter pour retenir l’attention d’un adolescent. Lorsqu’un sel métallique (utilisez du sulfate de cuivre pour les jardins bleus, du sulfate de nickel pour les verts) est introduit dans une solution aqueuse de silicate de sodium, les métaux se dissolvent initialement, mais sont rapidement configurés en coquilles minérales solides de silicate. À l’intérieur, la solution est salée ; à l’extérieur, elle est plus pure, et le déséquilibre osmotique fait jaillir l’eau vers l’intérieur par de minuscules interstices dans la structure du minéral. Le flux augmente le volume intérieur, perçant finalement la coquille et permettant à la solution riche en sel de s’écouler plus loin dans l’eau. Sur le front chimique, le cycle « formation de la coquille-rééquilibrage osmotique-éclatement du cristal » se répète, conduisant à une structure solide dendritique qui avance.

Les brinicles peuvent être comprises d’une manière conceptuellement similaire. Lorsque l’hiver descend sur l’océan Austral, la glace commence à se former. Mais la glace est une matrice solide de molécules d’eau, et les sels contenus dans l’eau de mer ne sont pas admis ; ils sont plutôt concentrés dans des films minces qui forment des bassins saumâtres et visqueux. Les molécules d’eau intrépides peuvent se faufiler à travers la coquille de glace depuis l’eau de mer sous-jacente jusqu’à la saumure, encouragées par le différentiel osmotique. Lorsque le bassin d’eau salée en expansion traverse la glace, il tombe dans l’eau de mer ; ayant été surfondu en raison de sa salinité élevée (grâce au même principe qui régit l’application de sel sur les routes glacées), le liquide salé gèle instantanément l’eau de mer qu’il touche. Un tube de glace se développe vers le bas, poussé par le différentiel de sel et les différences de point de congélation qui s’ensuivent.

Le Dr Andrew Thurber est l’un des rares scientifiques à avoir vu la croissance des brinicules de première main. En tant que boursier postdoctoral soutenu par l’Office of Polar Programs de la National Science Foundation, il étudie l’impact de la prédation animale sur les communautés microbiennes et les cycles de nutriments dans les océans autour de l’Antarctique. Lorsqu’il plonge sous la glace de mer à la recherche d’échantillons, Thurber décrit une scène fantastique ponctuée de brinicles rampant vers le bas. « Elles ressemblent à des cactus renversés soufflés dans du verre, dit-il, comme dans l’imagination du Dr. Elles sont incroyablement délicates et peuvent se briser au moindre contact. »

Mais pour les créatures marines proches, les fragiles gaines de glace cachent une arme mortelle : la saumure glaciale peut tuer les animaux pris au mauvais endroit au mauvais moment. « Dans les zones où se trouvaient les brinicles ou sous les brinicles très actifs, il se forme de petites mares de saumure que nous appelons les mares noires de la mort », rapporte Thurber. « Elles peuvent être tout à fait claires mais présentent les squelettes de nombreux animaux marins qui s’y sont aventurés au hasard. »

L’étude scientifique des brinicles n’en est qu’à ses débuts, mais ces mystérieux doigts glacés sont un ajout remarquable au répertoire de la nature.