Des paysages à couper le souffle

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Les glaciers ont sculpté certains des plus beaux paysages de la Terre en accentuant et en approfondissant les vallées par l’érosion. Pensez aux Highlands écossais, au parc national de Yosemite aux États-Unis ou aux fjords norvégiens. Mais de grandes questions demeurent sur le fonctionnement de l’érosion glaciaire.
Un problème pour les scientifiques qui cherchent à comprendre comment les glaciers affectent le paysage est que les processus d’érosion glaciaire sont très complexes et ne sont pas entièrement compris. C’est en grande partie parce que ces processus se produisent sous des dizaines, des centaines ou même des milliers de mètres de glace – nous ne pouvons tout simplement pas les observer.
Un mystère est pourquoi les glaciers s’érodent à des rythmes différents. Certains glaciers ne sont en mesure de retirer chaque année la largeur du substrat rocheux d’un cheveu. D’autres coupent plusieurs centimètres par an, produisant d’énormes quantités de sédiments qui sont rejetés dans les cours d’eau de fonte, les lacs ou la mer.
Il est important de savoir ce qui contrôle l’érosion glaciaire, car cela nous aide à gérer l’activité humaine dans les environnements où les glaciers sont actifs. Par exemple, les projets hydroélectriques peuvent devenir envasés par les sédiments qui sont recrachés des glaciers dans les cours d’eau de fonte. De même, l’enfouissement sûr des déchets radioactifs dans des pays comme la Finlande, la Suède et la Suisse doit tenir compte de la possibilité que des glaciers puissent se développer à l’avenir et extraire ces déchets.
Sur les échelles de temps géologiques, l’érosion glaciaire influence même le climat car les minuscules morceaux de roche broyée qui sont générés par les glaciers sont plus sensibles aux intempéries chimiques Les réactions chimiques entre les sédiments glaciaires et l’air éliminent le CO₂ de l’atmosphère, ce qui conduit à un refroidissement.
Vitesse du glacier
Nos dernières recherches montrent que la vitesse à laquelle les glaciers se déplacent et le climat dans lequel les glaciers existent contrôlent la vitesse à laquelle ils descendent dans le substratum rocheux. Nous parlons souvent de choses qui bougent à un rythme glaciaire si elles sont lentes, mais en réalité les glaciers peuvent être relativement rapides. Certains, comme le glacier Meserve en Antarctique, se déplaceront à peine tous les ans, mais d’autres, comme Jakobshavn Isbrae au Groenland, se déplaceront jusqu’à 40 mètres par jour.
Cette énorme variabilité de la vitesse peut expliquer d’énormes différences d’érosion. Cela a du sens – plus le glacier se déplace rapidement, plus il traîne des particules sur le substratum rocheux en dessous, le portant et le déchirant. Mais jusqu’à présent, il y avait très peu de preuves pour étayer cela.
Notre étude a fourni cette preuve, montrant une forte corrélation entre la vitesse de glissement et le taux d’érosion pour de nombreux glaciers. Cela indique que la vitesse est un bon prédicteur de l’érosion qu’un glacier peut causer.
Glen Coe, Ecosse – un paysage sculpté par l’érosion glaciaire. Auteur fourni
Mais ensuite, il y a une plus grande question de savoir s’il y a quelque chose d’encore plus fondamental qui contrôle la vitesse et l’érosion des glaciers.
Des recherches récentes ont suggéré que la température était ce facteur sous-jacent. Certains glaciers (comme en Islande ou en Alaska) sont en fait assez chauds, avec des températures oscillant autour du point de congélation / fusion. D’autres (par exemple, en Antarctique) peuvent avoir des températures de plusieurs dizaines de degrés en dessous de zéro. Si un glacier est gelé jusqu’au substratum rocheux, il ne glissera nulle part et ne causera pas beaucoup d’érosion. Inversement, s’il peut glisser librement sur la roche, il causera beaucoup d’érosion.
Le rôle du climat
Jusqu’à présent, personne n’avait examiné l’autre aspect vraiment important du climat – les précipitations – et son influence sur l’érosion. Nous avons recueilli des informations sur les glaciers du monde entier et montré que les glaciers les plus érosifs sont ceux qui se trouvent dans des climats relativement chauds avec beaucoup de chutes de neige comme l’Alaska. Les glaciers dans les climats plus froids avec pratiquement aucune chute de neige, comme l’Antarctique, provoquent très peu d’érosion.
Ce lien entre le climat et l’érosion glaciaire a des effets durables. Prenez l’Écosse – un pays aux paysages spectaculaires, mais contrastés, qui ont été sculptés par plusieurs calottes glaciaires et glaciers au cours des deux derniers millions d’années. À l’ouest se trouvent les Highlands écossais avec des vallées profondes et larges creusées par les glaciers, comme Glen Coe. À l’est, il y a les Cairngorms, avec un large plateau de haute altitude présentant moins d’érosion. Les glaciers qui ont sculpté ces paysages ont probablement connu des climats différents.
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Aujourd’hui, l’ouest de l’Écosse est plus humide car la plupart des systèmes météorologiques du Royaume-Uni viennent de l’ouest. À l’est, c’est beaucoup plus sec (et plus ensoleillé). En période de glaciation, les glaciers de l’ouest peuvent avoir connu un climat plus doux et des taux de chutes de neige plus élevés. Ces glaciers étaient donc plus dynamiques, plus rapides et ont pu couper les belles vallées que nous voyons aujourd’hui.
Dans les Cairngorms, il aurait été beaucoup plus froid et sec, de sorte que la couverture de glace était moins en mesure de creuser des vallées profondes. À bien des égards, l’Écosse doit sa beauté aux glaciers, au climat variable et à l’érosion.