Quatre phénomènes étranges qui se produisent par grand froid
Le Canada est un pays nordique, où certaines régions connaissent des températures glaciales. Celles-ci peuvent dans certains cas créer des phénomènes hors du commun, s’apparentant presque à de la science-fiction.
1.Le long parcours du son
Par très grand froid, il est possible d’entendre des sons provenant de très loin. À titre d’exemple le 3 février 1947, alors que la température indiquait -63 °C sur le territoire du Yukon, un météorologue a déclaré avoir entendu des chiens aboyer dans le village de Snag. Banal? En fait, ledit village était localisé à environ cinq kilomètres d’où était posté le météorologue. Par ailleurs, un avion qui était en approche a d’abord été entendu à plus de 30 km de là. Cela pourrait paraître invraisemblable, mais tout ceci s’explique par ce qu’on appelle une inversion de température.
Une inversion de température se produit lorsqu’une couche d’air chaud -naturellement moins dense- se superpose à une couche d’air froid présente au niveau du sol. Les ondes sonores ont tendance à se courber lorsque présentes dans une masse d’air moins dense – donc plus chaude -, pour se diriger vers une masse d’air plus froide. Elles créent ainsi des arcs dont la courbe tend vers le sol, rendant les ondes sonores beaucoup plus audibles et faisant voyager celles-ci plus rapidement.
2. État de mort apparente chez les animaux (et bientôt les humains?)
Les amphibiens ne sont pas en mesure d’autoréguler leur température corporelle, ils doivent donc compter sur leur environnement pour se réchauffer lorsqu’ils en ont besoin. Or, lorsque ceux-ci n’arrivent pas à trouver un environnement chaleureux, ils se laissent geler… mais pas entièrement!
Comme l’explique la National Science Foundation des États-Unis, « lorsque la température tombe à environ zéro et que le processus de congélation commence, la grenouille survit en produisant un type d’antigel à base de glucose, maintenant l’eau dans ses cellules à l’état liquide, à des températures inférieures à zéro degré Celsius ».
L’état de mort apparente est quasi total: le cœur de la grenouille et les reins s’arrêtent de fonctionner et elle ne respire plus. Elle peut ainsi survivre dans cet état pendant des mois et, lorsque les températures reviennent à des niveaux plus confortables, « reprendre vie » en dix heures environ.
Dans le même ordre d’idées, à la fin de 2019, des scientifiques de l’Université du Maryland ont annoncé avoir réussi à mettre un être humain en état de mort apparente pour la première fois. L’essai clinique impliquait des patients arrivés aux urgences avec des blessures si dévastatrices que leur cœur s’était arrêté en raison d’une perte de sang importante. La méthode des scientifiques, relatée dans le magazine scientifique New Scientist, consistait à remplacer tout le sang des patients par une solution saline très froide, abaissant ainsi leur température entre 10 et 15 °C, le but étant de donner plus de temps aux chirurgiens pour réparer les dommages subis, réchauffer le patient et redémarrer le cœur, sans lésions cérébrales graves. Les scientifiques ont indiqué vouloir annoncer les résultats de leur recherche d’ici la fin de 2020.
3. Presque tout peut se fracasser en miette
L’azote liquide est un outil de refroidissement ultrarapide. Contrairement à l’eau qui reste sous forme liquide en dessous de 100 °C et au-dessus de 0 °C, l’azote ne se liquéfie qu’à -210 °C. non seulement cela la rend suffisamment glaciale pour refroidir rapidement quelque chose, mais son état liquide lui permet d’envelopper complètement un objet immergé, répartissant ainsi uniformément la froideur extrême.
En fait, à peu près tout ce qui est immergé dans l’azote liquide peut être refroidi au point de se briser. L’explication en ce qui a trait à la matière organique est simple : l’eau contenue dans les cellules gèle complètement, ce qui la rend facile à briser comme de la glace.
Mais qu’en est-il des matériaux inorganiques dépourvus de cellules chargées d’eau? À vrai dire, lorsque les températures sont plus élevées, les atomes d’une structure sont plus mobiles. Lorsque refroidi, le mouvement atomique ralentit, ce qui rend les matières inorganiques plus rigides et beaucoup plus faciles à casser.
Pour un exemple typiquement canadien, pensez aux pneus d’hiver qui sont faits d’un autre type de caoutchouc que les pneus toutes saisons, afin de les rendre moins rigides et de mieux « adhérer » à la route par temps extrêmement froid.
4.Obtenir de l’eau gelée instantanément
Également, bien que l’eau gèle généralement à zéro degré Celsius, ce n’est pas toujours le cas. Il est possible qu’elle reste sous forme liquide, même à des températures avoisinant les -20 °C. En fait, tout dépend de la disposition des molécules d’eau.
L’eau toujours liquide en dessous de zéro degré Celsius se transforme en glace lorsque les molécules d’eau s’associent entre elles. Mais, pour qu’il ait formation de glace, il faut qu’il y ait de petits noyaux ou graines de glace dans le liquide. Toutefois pour une eau pure, le seul moyen de créer un noyau est un changement soudain de structure, tel qu’une pression exercée subitement sur une bouteille d’eau pure. Les molécules d’eau s’associeront alors pour former de la glace presque instantanément.
Pour être certaine que l’eau crée de la glace, une étude publiée dans la revue scientifique Nature a indiqué que la température à atteindre était -48 °C.
