Pourquoi la neige est-elle blanche ?

Pourquoi la neige est-elle blanche si l'eau est claire ? La plupart d'entre nous savent que l'eau, à l'état pur, est incolore. Les impuretés, comme la boue dans une rivière, permettent à l'eau de prendre de nombreuses autres teintes. La neige peut également prendre d'autres teintes, en fonction de certaines conditions. Par exemple, la couleur de la neige, lorsqu'elle est compactée, peut prendre une teinte bleue. C'est le cas de la glace bleue des glaciers. Cependant, la neige est le plus souvent blanche, et la science nous explique pourquoi.

Anatomie d'un flocon de neige

Comprendre les propriétés physiques de la neige et de la glace permet de comprendre la couleur de la neige. La neige est constituée de minuscules cristaux de glace collés les uns aux autres. Si vous regardez un seul cristal de glace, vous verrez qu'il est clair, mais la neige est différente. Lorsque la neige se forme, des centaines de minuscules cristaux de glace s'accumulent pour former les flocons de neige que nous connaissons. Les couches de neige au sol sont principalement constituées d'air, car beaucoup d'air remplit les poches entre les flocons de neige duveteux.

Propriétés de la lumière et de la neige

La lumière réfléchie est la raison pour laquelle nous voyons la neige. La lumière visible du soleil est composée d'une série de longueurs d'onde que nos yeux interprètent comme des formes et des couleurs différentes. Lorsque la lumière frappe quelque chose, différentes longueurs d'onde sont absorbées ou réfléchies vers nos yeux. Lorsque la neige tombe dans l'atmosphère pour atterrir sur le sol, la lumière se reflète sur la surface des cristaux de glace, qui présentent de multiples facettes ou "visages". Une partie de la lumière qui frappe la neige est diffusée de manière égale dans toutes les couleurs du spectre, et comme la lumière blanche est composée de toutes les couleurs du spectre visible, nos yeux perçoivent des flocons de neige blancs.

Personne ne voit un seul flocon de neige à la fois. En général, nous voyons d'énormes millions de flocons de neige qui recouvrent le sol. Lorsque la lumière frappe la neige au sol, il y a tellement d'endroits où la lumière peut être réfléchie qu'aucune longueur d'onde n'est systématiquement absorbée ou réfléchie. Par conséquent, la majeure partie de la lumière blanche provenant du soleil et frappant la neige sera réfléchie sous forme de lumière blanche, de sorte que nous percevons également de la neige blanche sur le sol.

La neige est constituée de minuscules cristaux de glace, et la glace est translucide, et non transparente comme une vitre. La lumière ne traverse pas facilement la glace et change de direction ou se reflète sur les angles des surfaces intérieures. Comme la lumière rebondit à l'intérieur du cristal, une partie de la lumière est réfléchie et une autre est absorbée. Les millions de cristaux de glace qui rebondissent, réfléchissent et absorbent la lumière dans une couche de neige conduisent à un terrain neutre. Cela signifie qu'il n'y a pas de préférence pour l'absorption ou la réflexion d'un côté du spectre visible (rouge) ou de l'autre (violet), et que tous ces rebonds donnent du blanc.

La couleur des glaciers

Montagnes de glace formées par l'accumulation et le compactage de la neige, les glaciers ont souvent une couleur bleue plutôt que blanche. Alors que la neige accumulée contient beaucoup d'air séparant les flocons, les glaciers sont différents car la glace glaciaire n'est pas la même chose que la neige. Les flocons de neige s'accumulent et se tassent pour former une couche de glace solide et mobile. Une grande partie de l'air est expulsée de la couche de glace.

La lumière s'infléchit lorsqu'elle pénètre dans les couches profondes de glace, ce qui entraîne l'absorption d'une part de plus en plus importante de l'extrémité rouge du spectre. Au fur et à mesure que les longueurs d'onde rouges sont absorbées, les longueurs d'onde bleues deviennent plus disponibles pour être réfléchies vers vos yeux. La couleur de la glace des glaciers apparaît donc bleue.