Les cheveux de glace (ice hair) - explications!

Publié le 22 Janvier 2020

Cheveux de glace Photos Bernard Diss
Cheveux de glace Photos Bernard Diss
Cheveux de glace Photos Bernard Diss
Cheveux de glace Photos Bernard Diss

Cheveux de glace Photos Bernard Diss

Par la météo actuelle, une glace  d’un genre un peu spécial est visible sur certains  petits rameaux de bois mort en forêt. Elle a la forme de très fins cheveux parallèles et très serrés, de moins de 2 centièmes de millimètre (mm) de diamètre, pour  quelques cm  et  parfois jusqu’à 20 centimètres de long soit un rapport longueur  largeur de 10 000 !!.

Elle  apparait en hiver à l’ombre, par temps calme, à la surface du bois mort, sans écorce ou avec des fissures, chêne et hêtre en particulier mais aussi sur du charme ou du noisetier. La condition de base pour la formation est que la  température soit  inférieure à 0°C. Cette glace chevelue devient liquide ou disparait très rapidement par chauffage au souffle ou au toucher.
La glace est si fine qu’avec un peu de soleil elle se sublime c'est-à-dire se vaporise directement sans passer par l’état liquide.
Trois  chercheurs allemands de l’Institut Jülich à Barchbach (voir l’adresse en fin d’article)  ont décrit le phénomène et fait des expérimentations physico-chimiques pour en comprendre le processus.


Origine de la cristallisation :
Le diamètre des cheveux de glace correspond à celui des cellules du bois. Leur position est en rayons et suit la structure du bois.
La formation se fait en une demi-journée ou  nécessite quelques jours, Les tests ont révélé que l’activité biologique d'un champignon hivernal est nécessaire dans le bois pour permettre la croissance de la glace en cheveux. Ils ont confirmé l'hypothèse du champignon initialement suggérée par Alfred Wegener (1918) en reproduisant la glace en cheveux  (ou glace pileuse) sur des échantillons de bois. Le traitement par la chaleur et un fongicide supprime la formation de glace en cheveux. Plus la concentration en fongicide est élevée plus le phénomène est atténué ou disparait.
Les chercheurs ont également démontré  le fait que le champignon doit être vivant.
En portant à ébullition la moitié d’une branche morte seule la moitié non ébouillantée a permis la croissance des cristaux.
Des fructifications d’une douzaine d’espèces de moisissures, d'Asco et de Basidiomycota ont été  identifiées sur du bois porteur de glace pileuse. Une espèce, Exidiopsis effusa (Ee), était présente sur tous les échantillons étudiés. Ce champignon est une céracée, un champignon à l’aspect gras de la cire, de la famille des Auriclariaceae, classe des Agaricomycètes.



 

Mécanisme de cristallisation :
Selon ces chercheurs, l’eau à l’état liquide, près de la surface de la branche, gèle au contact de l’air froid, créant un front de glace et prenant en sandwich un mince film d’eau entre cette glace et les pores du bois. Une aspiration se produit par le jeu des forces intermoléculaires. Elle agit sur ce sandwich bois-glace- eau en aspirant alors l’eau depuis l’intérieur des pores du bois vers l’avant de la zone glacée, où elle gèle et s’ajoute au fil de  glace existant. Ce front de glace  suit, comme support, au moins au début,  les polymères dégradés des constituants du bois,  eux-mêmes alignés sur les colonnes rayonnantes de la structure en très fins rayons réguliers du bois colonisés par le champignon. La photo ci dessous  avec coloration en bleu des filaments  du champignon montre bien l'alignement des structures visibles en coupe longitudinale.

 


Ce phénomène est donc un processus naturel de déshydratation du bois mort qui  s’arrête  quand il ne reste plus d’eau disponible dans le bois et qui peut se poursuivre tant que les conditions sont favorables (autour de 0°C) et qu’il reste de l’eau dans le bois.


 

Tests pour confirmer l’origine :
Les échantillons de bois produisant de la glace pileuse et ceux avec des champignons tués montrent essentiellement la même variation de température. Ceci  indique que la chaleur apportée par le métabolisme du champignon  est très faible et  que le taux de congélation n'est pas influencé par l'activité du champignon. La séparation des fins fils de glace est un mécanisme simple de croissance de la glace à la surface du bois. Le champignon forme les fins  poils de glace et les empêche de recristalliser.
L’analyse chimique  de cette glace capillaire fondue montre  la présence de matière organique. Il s’agit  d’un mélange complexe de plusieurs milliers de composés CHO (N, S) similaires aux acides fulviqueset aux tanins, ces biopolymères naturels,  qui vont se dégrader à leur tour en acides humiques Ces composants sont les constituants importants issus de la matière organique dissoute et de l’humus mieux connu. Celui-ci est produit par la décomposition des végétaux. L'analyse fine  révèle que la lignine dégradée issue de la décomposition du bois en est le principal constituant. Cette lignine est le constituant structurel du bois.

Travaux complémentaires à faire sur ces cheveux de glace :
Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour clarifier son rôle dans la croissance de la glace en cheveux  et pour identifier l'inhibiteur de recristallisation.




Un grand merci
-à Bernard DISS pour ses superbes photographies,
-à Bernard Weinzaepflen de m’avoir soufflé l’idée et celle du quiz et
-à Bernard Woerly pour la mise à disposition du pdf en anglais de l’article.

Pour abréger j’aurais pu dire,
"merci à tous les Bernard d'Alsace et de Lorraine, de France et de Navarre" …

Présentation et mise en texte Roland Gissinger ANAB


 

Observez que les cheveux sortent uniquement des parties sans écorce ou aux fissures - Cheveux de glace Photos Bernard Diss
Observez que les cheveux sortent uniquement des parties sans écorce ou aux fissures - Cheveux de glace Photos Bernard Diss
Observez que les cheveux sortent uniquement des parties sans écorce ou aux fissures - Cheveux de glace Photos Bernard Diss
Observez que les cheveux sortent uniquement des parties sans écorce ou aux fissures - Cheveux de glace Photos Bernard Diss

Observez que les cheveux sortent uniquement des parties sans écorce ou aux fissures - Cheveux de glace Photos Bernard Diss

Bibliographie et compléments:

Ce texte est la traduction partielle  du résumé et de l’ article de D.Hofmann, G. Preuss et C. Mätzler  faisant autorité sur le sujet du 22 juillet 2015 paru dans Biogeosciences, 12, 4261–4273, https://doi.org/10.5194/bg-12- 4261-2015, 2015.  Sous le titre Evidence for biologique shaping of hair ice.

Le pdf original de leur article est en pièce jointe


Institut de recherche des trois auteurs :
  , Institute of Bio- and Geosciences, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Allemagne Birkenweg 7, 57555 Brachbach, Allemagne


Vidéo de 35 secondes sur le sujet:
https://www.egu.eu/medialibrary/video/1452/timelapse-video-of-growing-hair-ice/

https://www.egu.eu/news/180/fungus-shapes-hair-ice-researchers-identify-fungus-responsible-for-peculiar-ice-filaments-that-grow-on-dead-wood/

https://www.sac-cas.ch/de/die-alpen/haareis-und-staengeleis-zwei-seltene-winterliche-naturerscheinungen-18159/

 

artcile scientifique original "Evidence_for_biological_shaping_of_hair_ice"

Rédigé par ANAB

Publié dans #découverte nature, #champignons

Commenter cet article

Rose 22/01/2020 13:11

Très bel article....Bravo! Les "Bernard "

Roland 22/01/2020 18:18

Merci Rose

Martineke Vdp 22/01/2020 10:59

Merci aux Bernard.... pas de Bernadette à l'horizon ? ????????‍♀️

Roland 22/01/2020 18:19

Merci Martineke, oui c'est un peu asymétrique cela manque de Bernadettes...

Roland 22/01/2020 10:50

Merci les Bernard, oui j'avoue, cela n'a pas pris 5 minutes mais vous m'avez bien aidé, un beau travail d'équipe de Bernard.
J'oubliais, mon deuxième prénom c'est Bernard...

Bernard Woerly 22/01/2020 10:34

Oui Roland, je dis comme l'autre Bernard_W, joli travail ! t'as du y passer quelques temps ...

Bernard_W68 22/01/2020 09:52

Bravo Roland, tu as fait un sacré travail de synthèse !