Contenu
- Qu'est-ce qu'un glacier?
- Comment se forment les glaciers?
- Comment coulent les glaciers?
- Quelles sont les zones d'un glacier?
- Pourquoi les glaciers avancent et se retirent?
- Comment le changement climatique affecte-t-il les glaciers?
- Quelles sont certaines des caractéristiques érosionnelles sculptées par les glaciers de la vallée?
- A propos de l'auteur
Glacier de Bucher Valley en Alaska représente magnifiquement un grand glacier qui reçoit la glace de multiples glaciers plus petits qui le rejoignent comme les affluents d’un ruisseau. Image de la United States Geological Survey.
Qu'est-ce qu'un glacier?
Un glacier est une masse de glace qui coule lentement et qui possède d’incroyables capacités érosives. Les glaciers de vallée (glaciers alpins, glaciers de montagne) excellent pour sculpter les montagnes en crêtes déchiquetées, pics et vallées en forme de U tandis que ces rivières de glace très érosives progressent sur les pentes montagneuses. Les glaciers de vallée sont actuellement actifs en Scandinavie, dans les Alpes, dans l'Himalaya, dans les montagnes et les volcans le long des côtes occidentales de l'Amérique du Nord et du Sud. Le paysage étonnant et déchiqueté des Alpes du Sud néo-zélandaises est également dû à la puissance érosive des glaciers. L’allumage des feux de signalisation dans le film Le Seigneur des anneaux - Le Retour du roi capture ce célèbre paysage.
Les glaciers continentaux (calottes glaciaires, calottes glaciaires) sont de vastes couches de glace glaciaire recouvrant des masses continentales. Les glaciers continentaux s'érodent profondément dans le substrat rocheux de l'Antarctique et du Groenland. Les vastes nappes de glace sont incroyablement épaisses et ont ainsi déprimé la surface de la terre sous le niveau de la mer à de nombreux endroits. Par exemple, dans l’Antarctique occidental, l’épaisseur maximale de la glace est de 4,36 kilomètres (2,71 milles), ce qui entraîne une dépression de la surface du sol à 2,54 kilomètres sous le niveau de la mer! Si toute la glace de l’Antarctique fondait instantanément, la surface terrestre de l’Antarctique ne serait visible que par de grandes et de petites masses continentales avec des îles dispersées entourées par l’océan Austral.
Le Groenland méridional depuis l'espace: Un petit glacier continental couvre le Groenland. Image satellite de la NASA et de la United States Geological Survey.
Échantillonnage de glace glaciaire: Un scientifique recueille des échantillons de neige du glacier Taku en Alaska. Image de la United States Geological Survey.
Comment se forment les glaciers?
Une accumulation considérable de neige est nécessaire à la formation de glace. Il est impératif que la neige s'accumule plus en hiver que celle qui fond en été. Les flocons de neige sont des cristaux hexagonaux d'eau gelée; cependant, les couches de flocons de neige moelleux ne sont pas de la glace glaciaire… pas encore du moins.
À mesure que d’épaisses couches de neige s’accumulent, les flocons de neige profondément enfouis s’assemblent de plus en plus étroitement. La densité de l'emballage fait que les flocons de neige prennent des formes arrondies au fur et à mesure que leur forme hexagonale est détruite. Avec le temps, les grains bien enterrés et bien arrondis deviennent très compacts, expulsant la majeure partie de l'air emprisonné entre les grains. Les grains de neige granulaires sont appelés noyer et mettent environ deux ans à se former.
Le épais manteau neigeux qui les recouvre exerce une pression énorme sur les couches de noyer enfoui, et ces grains commencent à fondre un tout petit peu. L'eau d'amande et l'eau de fonte se recristallisent lentement pour former de la glace. Ce processus de transformation peut prendre plusieurs décennies à des centaines d’années car le taux de formation de glace glaciaire dépend fortement de la quantité de neige qui tombe. (Le processus de recristallisation signifie que la glace glaciaire est vraiment un type de roche métamorphique.)
Glacier de la vallée de Tazlina: Des crevasses sont visibles près de l’éclaircie dans la zone de gaspillage. Notez que la surface de la glace est sale en raison de l’accumulation de sable et de gravier. Le glacier de la vallée de Tazlina en Alaska se retire. Image de Bruce F. Molnia, USGS. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.
Zones d'un glacier: Coupe transversale d'un dessin animé à travers un glacier, montrant la zone d'accumulation et la zone de gaspillage. Image de la United States Geological Survey.
Comment coulent les glaciers?
Un glacier commence à couler lorsqu'une épaisse masse de glace commence à se déformer plastiquement sous son propre poids. Ce processus de déformation plastique (déformation interne) se produit parce que les cristaux de glace sont capables de se plier lentement et de changer de forme sans se briser ni se fissurer. La déformation plastique se produit à moins de 50 mètres de la surface du glacier.
L'épaisseur de la glace glaciaire est assez lourde et le poids important du glacier peut provoquer la fonte de la glace à la base du glacier. La fonte est due à la réduction de la température de fonte de la glace sous l'effet de la pression exercée par le poids de la glace glaciaire sus-jacente. La chaleur de la surface de la Terre peut également faire fondre la glace à la base du glacier. Le processus de glissement basal se produit quand une fine couche d’eau de fonte s’accumule entre la glace basale et la surface de la Terre. L'eau de fonte fonctionne comme un lubrifiant permettant au glacier de glisser plus facilement sur le substrat rocheux et les sédiments.
Si une grande quantité d’eau de fonte glissante s’accumule sous la glace, le glacier peut commencer à avancer très rapidement sous forme de déferlement. Parfois connu comme un glacier galopant, un glacier en crue coule à un rythme très rapide. Par exemple, à l'été 2012, on a mesuré que le glacier Jakobshavn, situé sur la côte est du Groenland, avançait à une vitesse de 46 mètres par jour (151 pieds / jour). On pense généralement que le glacier Jakobshavn est responsable de la formation du grand iceberg qui a coulé le Titanic en 1912.
Photos avant et après: Photos prises au même endroit dans le parc national et réserve de Glacier Bay, en Alaska. La photo du haut représente le glacier de Muir dans les années 1880 et la photo du bas, le même bras de mer en 2005. Le glacier de Muir a reculé de 50 kilomètres. Les deux images de la United States Geological Survey.
Quelles sont les zones d'un glacier?
La zone de formation de glace est appelée zone d'accumulation. Dans cette zone, la neige s'accumule plus chaque hiver que celle qui fond durant l'été. Les accumulations de neige enfouies se transforment en neige et finissent par se recristalliser dans la glace. La glace glaciaire s'écoule de la zone d'accumulation lorsqu'elle se déforme plastiquement sous son propre poids. Dans un glacier de vallée, la glace descend en aval de la zone d'accumulation, tandis que pour un glacier continental, la glace s'écoule latéralement vers l'extérieur et s'éloigne de la zone d'accumulation.
La zone d'un glacier qui subit une plus grande fonte que la formation de glace est appelée la zone de gaspillage (zone d'ablation). Dans cette zone, alors que la glace fond, il reste des morceaux de sable et de gravier à la surface du glacier. Il est important de noter que la glace glaciaire est en train de reconstituer cette zone, car la glace continue de couler de la zone d'accumulation.
La ligne qui sépare la zone d'accumulation de la zone de perte s'appelle la ligne de neige (ligne d'équilibre). La ligne de neige peut être visible à la fin de l'été entre la surface propre et glacée de la zone d'accumulation et la surface sale et recouverte de sédiments de la zone de perte.
La partie supérieure de la surface du glacier, où la glace ne subit pas de déformation plastique, est appelée zone de fracture. Dans cette zone, la glace est fragile et ne se déforme que par fissuration, fracture et fracture. Les crevasses sont des fractures ou des fractures de la glace pouvant atteindre des centaines de mètres de long et jusqu'à 50 mètres de profondeur.
La fin ou la pointe du glacier s'appelle le terminus et fait partie de la zone de gaspillage. Lorsque le terminus du glacier se jette dans un plan d’eau, la glace au bout des pieds se désagrège ou se brise pour former des blocs de glace flottants appelés icebergs.
John Muir a écrit au sujet de l'une de ses aventures en Alaska en 1880, lorsque lui et son chien de camp, Stickeen, ont entrepris une longue randonnée dans le glacier d'une vallée. Au retour, leur chemin était barré par des crevasses et John devait parcourir une distance considérable jusqu'à ce qu'il découvre un pont de glace étroit et précaire s'étendant sur une profonde crevasse. De manière compréhensible, Stickeen était assez réticent à traverser le dangereux pont de glace et John passa un temps et des efforts considérables pour persuader le chien craintif de traverser. Stickeen et John sont finalement retournés au camp en toute sécurité avant d’être abordés par ses compagnons de camping qui étaient très mécontents de lui. John n'avait laissé personne savoir où il allait!
Cirques: Deux cirques contenant de petits glaciers de vallée sont séparés par une arête. Glacier Bay National Park, Alaska. Image de la United States Geologial Survey.
Pourquoi les glaciers avancent et se retirent?
Les glaciers ont un budget de neige, un peu comme un compte bancaire. Plus il y a d'argent déposé dans un compte bancaire, plus le compte grossit. Cependant, si plus d’argent est retiré que de dépôt sur le compte, le montant d’argent disponible est considérablement réduit. La progression et la retraite des glaces sont assez similaires.
Lorsque la glace accumulée dans la zone d'accumulation est supérieure à celle qui se dissout dans la zone de gaspillage, le glacier se développe et avance. Le terminus d’un glacier en progression s’éloignera de la zone d’accumulation et allongera le glacier.
Un glacier se retire quand plus de glace fondre en été que celle qui se forme en hiver. La taille du glacier diminue à mesure que la glace fond dans la zone de gaspillage. Les glaces glaciaires qui se retirent ne coulent jamais réellement en arrière; la glace fond tout simplement plus rapidement que ne le reconstitue la nouvelle formation de glace glaciaire dans la zone d'accumulation.
Si la quantité de glace formée dans la zone d'accumulation est égale à la quantité de fonte dans la zone de perte, le glacier n'avancera ni ne reculera. Tandis que la glace à l'intérieur du glacier continue de s'écouler de la source vers le terminus, la pointe du glacier restera immobile, le bilan de la glace étant équilibré entre les deux zones.
Paysage glaciaire: Plusieurs petits cirques sont visibles et chacun constitue la zone d'accumulation ou le lieu de naissance d'un petit glacier de vallée. Deux glaciers de vallée s’écoulent autour d’une petite corne et se confondent pour former un glacier de vallée plus vaste. Il était une fois, le plus grand glacier de la vallée qui coulait sur toute la longueur de la vallée, creusant ainsi une vallée en forme de U. Le glacier est en retrait car seule une partie de la vallée en forme de U sculptée par les glaces contient de la glace. Un courant d’eaux de fonte sort du terminus du glacier et s’écoule dans la partie libre de glace de la vallée. Image des montagnes Chugach, Alaska, par Bruce F. Molnia, USGS
Comment le changement climatique affecte-t-il les glaciers?
La production de gaz à effet de serre (par exemple, le dioxyde de carbone et le méthane) contribue à une lente augmentation des températures dans le monde. Selon les scientifiques de la NASA, la glace glaciaire fond à une vitesse plus élevée que jamais auparavant. Les petits glaciers de vallée à travers le monde sont les plus vulnérables au changement climatique mondial. Selon le Centre national de données sur la neige et la glace, environ 90% de tous les glaciers surveillés sont en recul. Par exemple, en 1910, il y avait environ 150 glaciers de vallée situés dans le parc national des Glaciers aux États-Unis. En 2010, il ne restait que 25 glaciers actifs et certains d'entre eux risquent de disparaître d'ici 2030. Les glaces glaciaires du Groenland et de l'Antarctique de l'Ouest sont également vulnérables au changement climatique. Par exemple, les glaces du Groenland connaissent des taux de fonte plus élevés. Le record de fonte a été répertorié en 2002. Si l’ensemble de la glace du Groenland fondait ou l’inlandsis antarctique occidental fondait, le niveau de la mer augmenterait de 5 mètres. La tendance générale du recul des glaciers dans le monde reflète l’augmentation des températures mondiales.
Quelles sont certaines des caractéristiques érosionnelles sculptées par les glaciers de la vallée?
Un cirque est une petite dépression en forme de bol ou d'amphithéâtre. Une arête est une crête étroite, abrupte et déchiquetée de substrat rocheux érodé. Une corne est un sommet de montagne pointu sculpté dans la glace, entouré de cirques et d'arêtes. (Une des cornes célèbre dans les Alpes suisses est le Cervin.) Une vallée en forme de U se forme lorsqu'un glacier de vallée coule dans une vallée de ruisseau et que la puissance érosive du glacier qui coule modifie la vallée de cours d'eau en forme de V en une paroi plate et escarpée. Vallée en forme de U
La prochaine fois que vous regarderez l’allumage de la séquence de signaux lumineux dans le film Le Seigneur des anneaux - Le Retour du roi, essayez d’identifier quelques-unes de ces étonnantes caractéristiques érosives.
A propos de l'auteur
Sara Bennett enseigne la géologie à la Western Illinois University et pratique la randonnée dans les parcs nationaux. Elle encourage chacun à se promener dans des endroits naturels et à s’immerger dans la beauté de la Terre.