Glacier de Bucher Valley en Alaska représente magnifiquement un grand glacier qui reçoit la glace de plusieurs petits glaciers 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 à écoulement lent avec d'incroyables capacités d'érosion. Les glaciers de vallée (glaciers alpins, glaciers de montagne) excellent à sculpter des montagnes en crêtes déchiquetées, des pics et des vallées profondes en forme de U alors que ces rivières de glace très érosives progressent sur les pentes montagneuses. Les glaciers de la vallée sont actuellement actifs en Scandinavie, dans les Alpes, dans l'Himalaya et dans les montagnes et les volcans le long des côtes ouest de l'Amérique du Nord et du Sud. Le paysage étonnant et déchiqueté des Alpes du Sud de la Nouvelle-Zélande est également gracieuseté de la puissance érosive des glaciers. L'éclairage des balises de signalisation dans le film Le Seigneur des anneaux - Le retour du roi 1 capture ce paysage célèbre.

Les glaciers continentaux (calottes glaciaires, calottes glaciaires) sont d'énormes nappes de glace glaciaire qui recouvrent les masses continentales. Les glaciers continentaux s'érodent actuellement profondément dans le substratum rocheux de l'Antarctique et du Groenland. Les vastes calottes glaciaires sont incroyablement épaisses et ont donc 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 fait que la surface terrestre est déprimée à 2,54 kilomètres (1,58 milles) sous le niveau de la mer! 2 Si toute la glace glaciaire de l'Antarctique fondait instantanément, tout ce qui serait visible de la surface terrestre de l'Antarctique serait de grandes et petites masses terrestres avec des îles dispersées entourées par l'océan Austral.

Le sud du Groenland depuis l'espace: Un petit glacier continental couvre le Groenland. Image satellite de la NASA et du United States Geological Survey.

Échantillonnage de la glace glaciaire: Un scientifique recueille des échantillons de neige du glacier Taku d'Alaska. Image de la United States Geological Survey.

Comment se forment les glaciers?

Une accumulation considérable de neige est nécessaire pour que la glace glaciaire se forme. Il est impératif que plus de neige s'accumule 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 duveteux ne sont pas de la glace glaciaire… pas encore du moins.

À mesure que les épaisses couches de neige s'accumulent, les flocons de neige profondément enfouis deviennent de plus en plus serrés. L'emballage dense fait que les flocons de neige prennent des formes arrondies lorsque la forme hexagonale de flocon de neige est détruite. Avec suffisamment de temps, les grains bien enterrés et bien arrondis deviennent très denses, expulsant la majeure partie de l'air emprisonné entre les grains. Les grains de neige granulaires sont appelés firn et prennent environ deux ans à se former. 3

Le manteau neigeux épais et sus-jacent exerce une énorme pression sur les couches de sapins enfouis, et ces grains commencent à fondre un tout petit peu. Le sapin et l'eau de fonte se recristallisent lentement, formant de la glace glaciaire. 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. (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 du terminus d'éclaircie dans la zone de gaspillage. Notez que la surface de la glace est sale en raison de l'accumulation de particules de sable et de gravier. Le glacier de la vallée de Tazlina en Alaska recule. Image de Bruce F. Molnia, USGS. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

Zones d'un glacier: Une coupe transversale de dessin animé à travers un glacier, montrant la zone d'accumulation et la zone de gaspillage. Image de la United States Geological Survey.

Comment les glaciers coulent-ils?

Un glacier commence à couler lorsqu'une masse épaisse 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 casser ni se fissurer. La déformation plastique se produit en dessous d'une profondeur de 50 mètres (164 pieds) de la surface du glacier. 4

La glace glaciaire épaisse est assez lourde et le grand poids du glacier peut faire fondre la glace le long de la base du glacier. La fonte se produit parce que la température à laquelle la glace fond est réduite en raison 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 le long de la base du glacier. Le processus de glissement basal se produit lorsqu'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 substratum 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 montée subite. Parfois connu sous le nom de glacier au galop, un glacier déferlant coule à un rythme très rapide. Par exemple, à l'été 2012, le glacier Jakobshavn, situé sur la côte est du Groenland, progressait à une vitesse de 46 mètres par jour (151 pieds / jour). 5 Le glacier Jakobshavn est largement considéré comme responsable de la génération du grand iceberg qui a finalement 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 montre le glacier Muir dans les années 1880 et la photo du bas montre la même crique en 2005. Le glacier Muir a reculé de 50 kilomètres (31 miles). Les deux images par le United States Geological Survey.

Quelles sont les zones d'un glacier?

La zone de formation de glace glaciaire est appelée zone d'accumulation. Dans cette zone, plus de neige s'accumule chaque hiver que celle qui fond pendant l'été. Les accumulations de neige enfouies se transforment en sapin et finissent par se recristalliser en glace glaciaire. La glace glaciaire s'échappe de la zone d'accumulation lorsque la glace épaisse se déforme plastiquement sous son propre poids. Dans un glacier de vallée, la glace s'écoule en aval de la zone d'accumulation, tandis que pour un glacier continental, la glace s'écoule latéralement vers l'extérieur et loin de la zone d'accumulation.

La zone d'un glacier qui connaît une plus grande quantité de fonte que la formation de glace glaciaire est appelée la zone de gaspillage (zone d'ablation). Dans cette zone, à mesure que la glace fond, des morceaux de sable et de gravier à la surface du glacier sont laissés pour compte. Il est important de noter que la glace glaciaire reconstitue toujours cette zone car la glace glaciaire continue de s'écouler de la zone d'accumulation.

La ligne qui sépare la zone d'accumulation de la zone de gaspillage est appelée ligne de neige (ligne d'équilibre). La ligne de neige peut être visible à la fin de l'été entre la surface glacée propre de la zone d'accumulation et la surface sale et recouverte de sédiments de la zone de gaspillage.

Les 50 mètres supérieurs de la surface du glacier, où la glace ne subit pas de déformation plastique, sont appelés la zone de fracture. Dans cette zone, la glace est cassante et ne se déforme que par fissuration, rupture et fracture. Les crevasses sont des fractures ou des brisures de glace qui peuvent atteindre des centaines de mètres de long et jusqu'à 50 mètres de profondeur. 4

L'extrémité ou le pied du glacier est appelé 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 niveau des orteils se vêle ou se brise pour former des morceaux de glace flottants appelés icebergs.

John Muir a écrit au sujet d'une de ses aventures de 1880 en Alaska, quand lui et le chien de camp, Stickeen, ont fait une longue randonnée sur un glacier de la vallée 6. Au retour, leur chemin a été barré par des crevasses, et John a dû parcourir une distance jusqu'à ce qu'il découvre un pont de glace étroit et précaire enjambant une crevasse profonde. Naturellement, Stickeen était assez réticent à traverser le dangereux pont de glace et John a passé beaucoup de temps et d'efforts à amadouer le chien effrayant à traverser. Stickeen et John sont finalement retournés au camp en toute sécurité pour être abordés par ses camarades qui étaient assez fâchés contre lui. John n'avait fait savoir à personne où il allait!

Cirques: Deux cirques contenant de petits glaciers de vallée sont séparés par une arête. Parc national de Glacier Bay, Alaska. Image de la United States Geologial Survey.

Pourquoi les glaciers avancent-ils et battent-ils en retraite?

Les glaciers ont un budget neige, un peu comme un compte bancaire monétaire. Plus l'argent est déposé dans un compte bancaire, plus le compte grandit. Cependant, si plus d'argent est retiré que ce qui est déposé dans le compte, le montant disponible est considérablement réduit. L'avancement et le retrait de la glace glaciaire sont assez similaires.

Lorsque plus de glace glaciaire se forme dans la zone d'accumulation que celle qui fond dans la zone de gaspillage, le glacier se développe et avance. Le terminus d'un glacier en progression progressera plus loin de la zone d'accumulation et allongera ainsi le glacier.

Un glacier recule lorsque plus de glace fond pendant l'été que celle qui se forme en hiver. Le glacier diminue de taille à mesure que la glace dans la zone de gaspillage fond. La glace glaciaire qui recule ne coule jamais en arrière; la glace fond tout simplement plus vite qu'elle n'est reconstituée à partir d'une nouvelle formation de glace glaciaire dans la zone d'accumulation.

Si la quantité de formation de glace glaciaire dans la zone d'accumulation est égale à la quantité de fonte dans la zone de gaspillage, alors le glacier n'avance pas ou ne recule pas. Tandis que la glace à l'intérieur du glacier continue de s'écouler de la source vers le terminus, le pied du glacier restera stationnaire parce que le budget de la glace glaciaire s'équilibre entre les deux zones.

Paysage glaciaire: Plusieurs petits cirques sont visibles et chacun est la zone d'accumulation ou lieu de naissance d'un petit glacier de vallée. Deux glaciers de vallée coulent autour d'une petite corne et fusionnent pour former un plus grand glacier de vallée. Il était une fois, le plus grand glacier de la vallée coulait sur toute la longueur de la vallée, creusant une vallée en forme de U. Le glacier est en retrait car seule une partie de la vallée en forme de U sculptée glaciaire contient de la glace. Un ruisseau d'eau de fonte sort du terminus du glacier et coule dans la partie sans 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 mondiales dans le monde. Selon des scientifiques de la NASA, la glace glaciaire fond à un rythme plus élevé que jamais. 7 Les petits glaciers de vallée à travers le monde sont les plus vulnérables au changement climatique mondial. Selon le National Snow and Ice Data Center, environ quatre-vingt-dix pour cent de tous les glaciers surveillés sont en retrait. 8 Par exemple, en 1910, il y avait environ 150 glaciers de vallée situés dans le Glacier National Park aux États-Unis. En 2010, il ne restait que 25 glaciers actifs, et certains de ces glaciers restants risquent de disparaître d'ici 2030. 9 La glace glaciaire du Groenland et de l'Antarctique occidental est également vulnérable au changement climatique. Par exemple, la glace du Groenland connaît des taux de fonte plus élevés, avec une fonte record cataloguée en 2002. Si soit toute la glace glaciaire du Groenland fondait, soit la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental fondait, le niveau de la mer augmenterait de 5 mètres (16 pieds). 10 La tendance générale du recul des glaciers dans le monde reflète l'augmentation des températures mondiales.

Références Glacier
1 Le Seigneur des anneaux - Le retour du roi: réalisé par Peter Jackson, interprété par Elijah Wood, Ian McKellen et Viggo Mortensen, New Line Cinema et Three Foot Six, 2004, DVD.
2 Antarctic Reference Map: publiée par l'American Geophysical Society.
3 Tout sur les glaciers: comment se forment les glaciers?: Article publié sur le site Web du National Snow and Ice Data Center, consulté en juin 2015.
4 Glacier: article dans la New World Encyclopedia, consulté en juin 2015.
5 Accélération estivale supplémentaire de Jakobshavn Isbræ: I. Joughin, B.E. Smith, D.E. Shean et D. Floricioiu; Brief Communication publiée dans The Cryosphere, 2014, consulté en juin 2015.
6 Voyages en Alaska: John Muir, ReadaClassic.com, 172 pages, 2012.
7 At the Edge: Monitoring Glaciers to Watch Global Change: John Weier, article sur le site Web de la NASA Earth Observatory, 1999, consulté en juin 2015.
8 Tout sur les glaciers: la vie d'un glacier: article publié sur le site Web du National Snow and Ice Data Center, consulté en juin 2015.
9 Retreat of Glaciers in Glacier National Park: article publié sur le site Web du United States Geoloigical Survey, consulté en juin 2015.
10 Time on the Shelf: David Herring, article publié sur le site Web de la NASA Earth Observatory, 2005, consulté en juin 2015.

Quelles sont certaines des caractéristiques d'érosion 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, escarpée et dentelée de substrat rocheux érodé. Une corne est un sommet de montagne pointu et sculpté dans la glace entouré de cirques et d'arêtes. (Une corne célèbre dans les Alpes suisses est le Cervin.) Une vallée en forme de U se forme lorsqu'un glacier de vallée descend dans une vallée de ruisseau et la puissance érosive du glacier qui coule modifie la vallée de ruisseau en forme de V en une paroi plate et escarpée Vallée en U.

La prochaine fois que vous regarderez l'éclairage de la séquence des balises de signal dans le film Le Seigneur des anneaux - Le retour du roi 1, essayez d'identifier certaines de ces étonnantes caractéristiques d'érosion.

A propos de l'auteur

Sara Bennett donne des cours de géologie à l'Université Western Illinois et aime faire de la randonnée dans les parcs nationaux. Elle encourage tout le monde à se promener dans des endroits naturels et à s'immerger dans la beauté de la Terre.

Voir la vidéo: C'est pas sorcier -RECUL DES GLACIERS (Septembre 2020).