Chaque hiver au Canada, le pays qui compte le plus de lacs au monde, un phénomène naturel très suggestif se produit : dans Lac Abraham, plan d’eau artificiel formé par la rivière North Saskatchewan, situé dans la province de l’Alberta, dans les montagnes Rocheuses, en fait notamment colonnes de bulles gelées.
En effet, à mesure que les températures baissent, le lac gèle en surface. Cependant, dans les eaux en contrebas, quelque chose continue de se produire toute l’année : au fond du lac se trouvent en effet des micro-organismes qui décomposent la matière organique présente. Certains de ces micro-organismes libérant méthane. Le gaz produit se déplace naturellement vers le haut, vers la surface, mais ne peut pas atteindre l’air extérieur à cause de la couche de glace. Au contact de la couche et de la température, l’eau entourant les bulles de gaz gèle également, emprisonnant le méthane. Ce n’est pas le méthane qui gèle : il reste à l’état gazeux, car à pression atmosphérique il ne se solidifie qu’à des températures proches de −183 °C, nettement inférieures à celles du lac en hiver !
Le colonnesalors, se forment en raison de la répétition du phénomène. Les nouvelles bulles, remontant vers la surface, rencontrent les formations de glace précédentes et se retrouvent à leur tour piégées. Et à mesure que la glace continue de croître vers le bas, les bulles s’incorporent progressivement à des profondeurs successives. Ici se créent ce qui semble être des colonnes verticales constituées de disques blancs, bien visibles dans les zones où la glace est plus transparente : les bulles apparaissent blanches parce que la lumière, lorsqu’elle rencontre les surfaces qui séparent le méthane gazeux de la glace, est diffusée dans différentes directions. Les vents présents dans la région contribuent à éliminer la couche de neige qui se forme à la surface, offrant ainsi des conditions optimales pour les observer.
Mais en prenant du recul, comment se forme le méthane? Abraham Lake est né en 1972 suite à la construction de la centrale hydroélectrique Bighorn : lors de la création du bassin, la végétation présente, ainsi que d’autres matières organiques, ont été submergées, favorisant la production de gaz. Puisque le lac connaît des variations saisonnières du niveau d’eau, lorsqu’il est le plus bas la végétation repousse dans les zones temporairement émergéespour ensuite être à nouveau submergé, permettant au phénomène de se répéter.
Lors du dégel au printemps, le méthane est « libéré » : une partie est rejetée dans l’atmosphère, tandis qu’une autre partie peut rester dissoute et subir des processus d’oxydation microbienne. Voici le cycle reconstitué :
