Les glaciers — une formation géologique particulière

une formation géologique particulière

Markus Aellen, VAW/EPFZ Zurich

211 Introduction Les termes bien connus de biosphère ( monde vivant ), atmosphère ( enveloppe gazeuse ), hydrosphère ( ensemble des eaux ) et lithosphère ( écorce terrestre ) s' utilisent communément pour désigner différentes parties de notre planète. Les notions de « cryosphère » et de « chionosphère », elles, sont beaucoup moins courantes; certains savants les appliquent occasionnellement à l' ensemble des dépôts de glace et de neige. Ces divers domaines se distinguent les uns des autres plus facilement en théorie que sur le terrain, où leurs interpénétrations sont multiples, particulièrement dans la cryosphère. Dans les régions où l' atmosphère est refroidie à des températures inférieures au point de congélation de l' eau, la vapeur d' eau se condense, puis se précipite sous forme solide ( givre, grêle, neige ) pour s' accumuler à la surface du globe en une couche meuble ( manteau neigeux ); avec le temps, celle-ci se tasse et devient granuleuse ( névé ), puis dure comme de la pierre sous le poids de l' empilement des dépôts ultérieurs ( glace de glacier ). Ces formations, analogues aux roches, contiennent des organismes végétaux et animaux adaptés à un environnement glacé: algues minuscules ( responsables de la « neige rouge » ) et puces des glaciers. Dans les parties avoisinantes de la lithosphère et de l' hydrosphère, elles aussi refroidies au-dessous du point de glace, l' eau se congèle et donne naissance à des solides ressemblant à des roches; en surface, ce sont les plaques et les croûtes de glace recouvrant les nappes d' eau; en profondeur, ce sont les concrétions irrégulières de glace obturant pores et fissures des roches superficielles ( sol gelé ).

Au sens large du terme, la cryosphère inclut la chionosphère. La glace et la neige représentant de grandes réserves d' eau douce, matière première indispensable à la vie, ce domaine est étudié et décrit dans le cadre des recherches sur l' hydrosphère, en relation avec le cycle de l' eau sur la Terre. On peut également le traiter en tant que partie de la lithosphère, ce qui n' est ni nouveau, ni révolutionnaire. De même, on peut compter la glace au nombre des minéraux, considérer les formations de glace comme des roches et, comme le titre de cet article l' indique, assimiler les glaciers à des assises rocheuses particulières. Toutefois, rares sont les manuels et les ouvrages de référence qui mentionnent explicitement les glaciers dans les formations géologiques ou décrivent la neige, les névés et les différentes formes de glace au chapitre des roches. Les auteurs qui placent la glace dans la liste des minéraux sont un peu plus nombreux.

Lithogenèse Les roches présentent une multitude infinie de genres et de formes, et leurs modes d' ap sont tout aussi variés. Pour obtenir une vue d' ensemble de cet univers complexe, le géologue distingue, en fonction de leur origine, trois catégories principales: les roches eruptives, sédimentaires et métamorphiques. On peut y ranger sans difficulté les formations glaciaires de type rocheux, décrites dans l' in. En revanche, on se heurte à toutes sortes de complications, sortant du cadre de cet article, si l'on veut classer plus précisément les « roches de glace » dans les subdivisions de ce système.

Les roches eruptives se forment par solidification des matières en fusion ( magma ) montant des entrailles brûlantes de la Terre à travers son écorce moins chaude. Elles apparaissent, par endroits, dans les régions volcaniques de la surface de la planète. Selon la profondeur à laquelle le magma devient roche ( cristallisation ), on distingue les roches profondes ( plutonites, telles que le granite, le gabbro, etc. ) des roches d' épanchement ou effusives ( vulcanites, telles que la lave, le basalte, etc. ). Lorsque les matières magmatiques pénètrent et se solidifient dans les fissures et les fentes de la roche en place, elles donnent les filons et les cristaux aux formes géométriques régulières qui tapissent certaines cavités ( cristal de roche, par exemple ). L' eau est la « matière en fusion » qui donne naissance aux roches constituées de glace; dans une proportion infime, elle provient de l' intérieur de la Terre. Les « roches » ainsi consolidées composent les couches recouvrant les nappes d' eau, en particulier la glace marine des régions polaires, qui peut persister pendant de nombreuses années, ainsi que certaines formations propres aux glaciers.

parmi lesquelles l' eau gelée en surface ( glace superficielle ) ou dans les fentes ( bandes bleues ). C' est un pendant exogène ( c'est-à-dire, apparu à la surface de la Terre ) aux roches eruptives endogènes ( nées à l' intérieur de la planète ) issues du magma, plus précisément aux roches effusives qui se sont solidifiées en surface ou souterrainement dans des fissures. Une certaine analogie existe aussi entre les minéraux des filons et les cristaux de givre qui se forment volontiers contre les parois des crevasses sèches des glaciers ou des grottes de glace naturelles ou artificielles.

Les roches sédimentaires se forment à la surface de la Terre par destruction ou usure des roches en place, puis par reconstitution ( dépôt ) de nouvelles roches à partir de leurs débris. Des phénomènes physiques et chimiques sont à la base de ce processus. Les produits de l' érosion sont, soit dissous dans l' eau, soit transportés sur des distances plus ou moins grandes en tant que résidus de diverses grosseurs, allant du grain de poussière au rocher de bonne dimension. Ce sont le sable soulevé par le vent, les matières en suspension ou le gravier emporté par l' eau, les blocs entraînés par les éboulements, les coulées de boue, les torrents ou les glaciers. Tous ces détritus forment finalement des dépôts continentaux ou des sédiments marins. Ils s' accu en amas souvent stratifiés et donnent les sédiments meubles ( sables, graviers ); puis, ils se compriment et se cimentent sous le poids de couches supplémentaires et deviennent des sédiments détritiques agglomérés ou élastiques ( grès, conglomérats ). Les matières dissoutes donnent naissance, par précipitation, aux sédiments chimiques ( calcaires, dolomies ), et par evaporation, aux dépôts salins ( sel gemme ) et autres évaporites ( anhydrite et gypse ). Quant aux sédiments organiques, ils tirent leur origine de l' accumula en masse des coquilles, tests ou squelettes d' innombrables êtres vivants ( calcaire coquillier, récifs coralliens, branches d' al ). Ces sédiments se déposent également en strates étagées les unes sur les autres. Les roches résiduelles sont caractéristiques des zones d' érosion dans lesquelles les produits de celle-ci n' ont pas été entièrement évacués. Elles témoignent de l' extension d' anciennes formations rocheuses. Ainsi, les matériaux emportés hors des Alpes par les grands glaciers de l' époque glaciaire se sont déposés au bord de ceux-ci, sous forme de blocs isolés ( blocs erratiques ) et de vallums morainiques, dans les Préalpes, le Jura et le Plateau. Leurs restes actuels attestent donc encore de ma- nière évidente l' extension de ces glaciers aujourd'hui disparus. L' accumulation de la neige et son tassement, qui la transforme en névé, sont les stades initiaux de la naissance d' un glacier. Ces deux matières sont des sédiments continentaux comparables aux roches détritiques. Comme d' autres dépôts meubles à grain très fin ( loess, sable désertique ), la neige peut être emportée et accumulée par le vent; elle mérite donc le nom de dépôt éolien ( d' Eole, dieu du vent chez les anciens Grecs ). L' évolution de la neige en névé est analogue à la consolidation des sédiments détritiques meubles, comme la transformation du sable en grès, lorsqu' elle se déroule à basse température et dans des couches sèches, conditions propres aux régions polaires. Ailleurs, dans les glaciers alpins en particulier, ce processus, accéléré par l' alternance du gel et du dégel, donne naissance à un névé au grain grossier et cristallin, analogue à celui des roches métamorphiques.

Roches métamorphiques Les roches métamorphiques apparaissent lors de la formation des montagnes, causée par les déplacements et les déformations des plaques de grandes dimensions constituant l' écorce terrestre ( tectonique des plaques ). Les formations géologiques impliquées dans ces phénomènes subissent des plissements, des fissures ou failles, des rejets ou chevauchements; elles sont souvent plongées dans des régions profondes de l' écorce terrestre, où elles subissent des températures et des pressions nettement plus élevées que dans leur zone d' origine. Leur structure interne en est plus ou moins transformée, proportionnellement à l' intensité de ces conditions physiques. Cette métamorphose va au-delà de la consolidation normale provoquée par la pres- sion des couches supérieures ( diagenèse ). Il en résulte une schistosité, un feuilletage, un étirement, un accroissement de la grosseur et une recristallisation des grains de la roche, traits caractéristiques du métamorphisme, parfois visibles à l' œil nu, parfois décelables au microscope seulement. Lorsque le phénomène métamorphique est de faible intensité, les roches ne sont que peu modifiées; elles sont partiellement refondues par intensité plus grande et donnent des migmatites. En cas de très forte métamorphose, les roches totalement transformées ( anatexites ) ne se distinguent guère des roches solidifiées directement à partir du magma. Souvent, on range les roches eruptives et métamorphiques dans un seul groupe, celui des roches cristallines, par opposition aux roches sédimentaires ou stratifiées, qui n' ont subi aucune métamorphose. Les roches cristallines sont universellement répandues et forment la base des massifs montagneux. Quant aux roches sédimentaires, elles ont été déplacées sur de grandes distances par les nappes de charriage et ne sont restées en place que par endroits. Les roches métamorphiques provenant de roches eruptives sont appelées orthocristallines par opposition au paracristallin, qui désigne l' en des roches sédimentaires ayant subi le métamorphisme.

La naissance d' un glacier par transformation de la neige en névé, puis en glace, est comparable à la métamorphose d' un sédiment en roche paracristalline par pression très basse ( inférieure à 500 bars ), par température peu élevée ( inférieure à 0 degré ), à faible profondeur ( jusqu' à 4000 mètres ), dans un petit volume et sur une courte période ( de quelques jours à quelques décennies ) du passé récent et de l' époque actuelle. Dans tous les glaciers, on peut déceler un large éventail des processus typiques de transformation de la roche décrits ci-dessus, et d' autres encore. Parmi ceux-ci, citons en particulier la disposition habituelle des couches supérieures recouvertes de strates sédimentaires, et les masses cristallines fortement évoluées des régions inférieures du glacier. L' alternance rapide des processus d' édification et de destruction, limités à des zones bien marquées mais variant dans l' espace et le temps, est un trait spécifique des glaciers que l'on retrouve en lithoge-nèse. Il en résulte la possibilité de mesurer la formation et la destruction d' un volume limité de roche et d' utiliser ces données pour l' éta d' un bilan. La prédominance des phénomènes de formation dans la zone d' ali du glacier conduit à une régénération constante de ses parties supérieures ( névés ), tandis que les processus de destruction prévalant dans la zone d' ablation conditionnent ses parties inférieures ( langue glaciaire ).

III. 4 et 5 Les forts contrastes de température ( entre le sol et la neige, ou la neige et l' air ) favorisent l' appari du givre. En surface, les cristaux de glace ressemblent à des feuilles ( ill. 4 ); en profondeur, à des petits gobelets ( ill.5 ).

Minéraux et roches Comme nous l' avons démontré, les formations glaciaires de type rocheux existent dans la nature sous des aspects aussi divers que les autres roches, et elles apparaissent selon des procédés identiques ou analogues, qu' il convient de bien connaître si l'on veut procéder à leur classement. Mais le scientifique dispose de nombreux moyens de les distinguer et de les classer. Ce sont, par exemple, l' ob et la description précises de leur apparence, de leur structure interne, de leur composition chimique, et d' autres particularités. Toutes ces propriétés sont plus ou moins liées aux conditions de formation de la roche et détaillent son histoire. On ne peut déterminer une roche en fonction de son origine que lorsque toutes ses qualités ont été soigneusement étudiées, et par toutes les méthodes disponibles, même les plus sophistiquées. L' as extérieur, qui comporte la couleur, la stratification, la schistosité, la fissuration, le plissement, la grosseur du grain, la composition minéralogique, la densité, la dureté, la résistance, se définit à l' œil nu et au moyen de méthodes simples ( étude macroscopique ). En revanche, les détails de la structure interne, ainsi que le genre et l' arrangement des composants minéraux, ne peuvent être identifiés qu' au moyen d' un fort grossissement ( étude microscopique ). Les analyses chimiques et physiques permettent de découvrir les minéraux constitutifs et de déceler les propriétés matérielles telles que la fusibilité, la solubilité ou la conductibilité électrique, magnétique et acoustique. Nous appliquerons la même méthode pour les « roches » de glace les plus fréquemment rencontrées dans les glaciers.

Les minéraux sont les éléments granuleux et homogènes qui constituent les roches. Souvent, ils se développent en cristaux de formes régulières sur les parois des fissures. Chaque minéral a des formes cristallines particulières, délimitées par des plans géométriques ordonnés selon des lois de symétrie très exactes. Celle-ci est déterminée par l' arrange fixe des atomes et des molécules des composants chimiques dans le réseau cristallin. Mais dans les roches, les grains minéraux sont acollés ou imbriqués et, souvent, soudés l' un à l' autre par une sorte de ciment remplissant les interstices. Les formes typiques des cristaux en sont généralement absentes, car ils se sont déposés fragmentairement ou se sont gênés mutuellement dans leur croissance.

Les minéraux se distinguent les uns des autres par des propriétés particulières. Citons, en plus de la forme des cristaux et de leur symétrie, leur couleur, leur éclat, leur dureté, leur clivage, leur cassure, leur poids spécifique et leurs qualités optiques. En règle générale, les minéraux sont classés d' après leur composition chimique. Ils incarnent, sous forme solide, les corps chimiques qui cristallisent naturellement et deviennent stables dans des conditions bien précises de température et de pression. Ces processus peuvent même se dérouler hors de la lithosphère ( nodules, coquillages, tartre ). Quelques-uns d' entre eux seulement sont des corps simples ou éléments, tels que l' or, le soufre ou le carbone, ce dernier apparaissant, selon son mode de formation, sous des aspects variables: charbon, graphite, diamant. La plupart des minéraux sont des corps composés, surtout des oxydes, des sels, des minerais ( halogénures, sulfures, sulfates, silicates, carbonates, phos-phates, etc. ). Comme le quartz ( oxyde de silicium SiO2 ), le plus commun des minéraux, la glace ( oxyde d' hydrogène H20 ) appartient aux composés de l' oxygène. La glace et le quartz ont également en commun la transparence absolue de la forme cristalline pure, la couleur blanche du minéral à l' état pulvérulent, son mauvais clivage, sa faible résistance aux chocs et la symétrie cristalline hexagonale. A rencontre des colonnes ou des aiguilles prismatiques typiques des cristaux de quartz, ceux de glace présentent souvent des formes d' étoiles ou de squelettes ( dendrites, étoiles de neige ), ou encore de prismes creux ( neige coulante ). La formation différenciée des cristaux de glace dans les strates nivales influence fortement la stabilité et la résistance du manteau neigeux, conditionnant ainsi la III.6 La neige qui persiste tout l' été se transforme en névé ( neige de l' hiver précédent, vieille neige ). Celui de l' Ebnefluh montre nettement, sur cette photographie, une corniche formée par le manteau neigeux de l' hiver 1963 et coiffant les strates du névé déposées entre 1959 et 1962.

naissance des avalanches. Les particularités de la glace qui la distinguent de la plupart des autres minéraux sont sa faible densité ( plus basse que celle de l' eau ), sa basse température de congélation ou de fusion et sa mauvaise conductibilité de la chaleur, si importantes pour la biosphère. En outre, sa défor-mabilité plastique dans des conditions prolongées de compression, favorisée par la structure lamellaire de son réseau cristallin, favorise l' écoulement glaciaire.

Comme la neige poudreuse sèche, d' autres formes de glace poreuse et à grain fin présentent un blanc éclatant. La glace froide du Grenzgletscher par exemple, est non seulement plus froide ( de 3 à 4 degrés ) que celle du glacier voisin du Gorner ( réchauffé à zéro degré ), mais aussi de teinte plus blanche, grâce à son grain fin, à sa sécheresse et à sa porosité. L' humidité et le mélange avec des matières étrangères pulvérulentes, telles que du sable éolien, des cendres volcaniques, des pollens de fleurs, des algues, de la fumée, de la suie et d' autres aérosols, ternissent la blancheur de la neige, qui devient grise, ou la colorent en jaune ou en rouge. On rencontre souvent dans les Alpes des strates de neige colorées de cette manière par des apports de sable du Sahara. Ces particules s' accumulent à la surface de la neige lors de l' ablation. Elles forment alors dans le névé un horizon d' impu ( strate estivale ) souvent bien visible ultérieurement dans les couches déformées du glacier. L' ablation du névé et de la glace provoque un enrichissement continu de ces résidus pulvérulents, qui se transforment en un dépôt gras de boues noirâtres ( cryoconite ). Elles s' accumulent dans les dépressions de la surface du glacier, en particulier dans les dolines de fusion, et lui confèrent une teinte de plus en plus foncée au fur et à mesure qu' on se dirige vers l' aval. Un processus analogue de concentration de gros débris rocheux, ap- Les surfaces de fusion ( horizons estivaux regelés ) sont ornées de glaçons provenant de l' eau infiltrée dans les couches du névé. La corniche est constituée par une accumulation de la neige due au vent ( sédiment éolien ).

111.7 à 10 Le névé perméable devient de la glace imperméable lorsque les pores séparant les grains de glace se fragmentent en petites bulles d' air de forme cylindrique ( ill.7 ). Par la suite, les gros grains de glace croissent encore, au détriment des petits, et compriment les bulles d' air. Ces inclusions gazeuses, ordonnées selon la structure cristalline straliforme des grains de glace, prennent un aspect tout d' abord sphérique ( ill. 8 ), puis ovoïde ( ill.9 ). Le stade finale de cette évolution est la glace cristalline massive ( ill. 10 ).

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portés au glacier par les avalanches, les chutes de pierre et les éboulements, conduit à la formation des ensembles morainiques de la zone d' ablation.

Dans leur majorité, les roches sont constituées de plusieurs minéraux, mélangés dans des proportions différentes. Deux ou trois composants importants voisinent avec quelques minéraux secondaires un peu plus nombreux, ainsi que d' autres, décelables seulement en quantité infime. Moins fréquemment, il existe des roches composées d' un seul minéral. Elles constituent notamment des formations sédimentaires ou paracristallines, comme le sable quartzifère meuble, le grès quartzeux et la quartzite métamorphique. On peut ranger dans ce groupe les « roches » de glace décrites plus loin, qui participent à la formation des glaciers.

« Roches » formées de glace Dans la neige poudreuse récente, assimilable à un dépôt meuble appelé « neige fraîche » ( poids spécifique 10-100 kg/m3 ), le minéral glace est la forme cristalline de la vapeur d' eau extraite de l' atmosphère: étoiles de neige à six branches, souvent ramifiées, isolées, ou imbriquées les unes dans les autres et formant des flocons. Par froid sec et vent faible, le givre, composé de cristaux de glace feuilletée, se développe à la surface des objets.

Par grand froid et fort vent, ces cristaux fragiles s' enchevêtrent et forment des couches superficielles compactes ( neige soufflée ), ou s' accumulent en dunes ( congères, « gonfles » ) et s' agglomèrent, tout en restant secs. Lorsque la température s' approche du point de fusion de la glace, les étoiles de neige se dégradent en grains arrondis et se tassent en donnant de la « neige mouillée », comparable à une roche stratiforme peu cohérente, mais déjà faiblement métamorphique. L' alternance fréquente du gel et du dégel fait grossir ces grains encore peu agglomérés et les lie plus étroitement en formant des concrétions de cristaux granuleux; c' est la « vieille neige » ( poids spécifique 400-500 kg/m3 ), analogue à une roche superficielle plus ou moins ferme et perméable, appelée « gros sel » par les alpinistes, qui l' apprécient diversement. Ces différents aspects du sédiment nival forment le manteau neigeux qui apparaît et disparaît selon la saison sur de vastes régions extérieures au domaine glaciaire. Il joue un rôle pratique important, du point de vue économique ( matière première du bilan hydrique et du tourisme hivernal ) et comme force de la nature ( poids de la neige, congères, avalanches ). L' étude de la neige et des avalanches ( nivologie ), branche annexe de la glaciologie, s' oc de l' investigation scientifique de l' enve nivale.

Lorsque le manteau neigeux persiste tout l' été, la vieille neige se durcit et se transforme en « névé » ( poids spécifique 600-850 kg/m3 ), une roche cristalline et dure au grain grossier, mais poreuse et perméable, dans laquelle les strates sédimentaires sont assez bien conser- vées, sauf dans les zones de fissure et d' ébou ( crevasses de névé ). En raison du poids supplémentaire dû aux couches qui s' ajoutent chaque année, les grains de glace s' accroissent et s' interpénétrent toujours plus, jusqu' à remplir entièrement les interstices existant entre eux et à ne laisser de la place qu' à quelques inclusions gazeuses.

La transformation du névé en « roche cristalline » compacte et imperméable, constituant le glacier ( poids spécifique 850-917 kg/m3 ), est ainsi accomplie, mais cette glace subira une évolution ultérieure. Par condition sèche, telle qu' elle existe dans les régions polaires, où la température de la glace descend très bas au-dessous de son point de fusion, pourtant abaissé à cause de la pression ( jusqu' à — 80 degrés ), cette métamorphose dure un siècle. En revanche, dans les glaciers plus chauds des zones climatiques plus douces, la température s' approche de ce point critique ( 0 à —20 degrés selon l' épaisseur de la glace ). La transformation est alors activée par la fonte et le regel superficiels, ainsi que par le ruissellement et la solidification de l' eau de fusion dans les couches inférieures; elle se déroule en quelques années seulement. Elle se prolonge ensuite dans la glace elle-même. La recristallisation et le grossissement du grain sont dus à la déformation et au mouvement du glacier, ainsi qu' à l' oscillation de la température autour de zéro degré. Ils produisent, même dans les petits glaciers peu inclinés, de la glace cristalline catamétamorphi-que, presque analogue à de la roche cristallo-phyllienne malgré les anciennes traces de stratification souvent encore visibles. Dans les grands glaciers en pente, siège de forces dé-formantes importantes et de tensions supplémentaires engendrées par le glissement vers l' aval, par des décrochements sur les pentes raides ou par des compressions dans des goulets, la glace devient schisteuse et feuilletée, structure typique des roches mixtes. A partir des blocs de neige, de névé ou de glace, accumulés dans les crevasses ou dans les cônes de déjection des avalanches et souvent mélangés à des débris rocheux, le métamorphisme crée une sorte de conglomérat ou de brèche glaciaire.

Comme le sable et le grès, la neige et le névé sont des « roches » poreuses à travers lesquelles l' eau de fusion s' infiltre et forme une sorte de nappe phréatique. A la limite en- tre le névé et la glace, elle réapparaît en donnant naissance à des sources de coteau ou à des flaques peu profondes dans lesquelles eau et neige se mélangent. En gelant, elle forme une couche de « glace superficielle ». Dans les crevasses, cette eau peut se solidifier en filons de glace claire et transparente, appelée « glace bleue », et contrastant avec la glace granuleuse du glacier. En surface, l' eau de fusion s' écoule en creusant des rigoles et des méandres, puis elle disparaît en profondeur par les fissures et les crevasses, pour ressurgir finalement au bord du glacier. Elle a créé, à l' intérieur et à la base de celui-ci, des canaux sinueux analogues aux grottes et cavernes de l' érosion karstique. Souvent, cette eau s' échappe en formant une sorte de source vauclusienne voûtée ( portail glaciaire ). Selon le volume de l' eau produit par l' ablation, ce réseau de drainage intra- et subglaciaire subit des variations de pression hydraulique à court et à long terme ( d' une heure à une saison ), qui déterminent fortement le mouvement d' écou du glacier.

Les glaciers contiennent aussi d' autres particules rocheuses qui se sont mélangées avec la neige lors de son dépôt, ou plus tard avec la glace. Celles-ci se concentrent en surface lors de la fusion et sont finalement rejetées en bordure du glacier, où elles donnent naissance à des dépôts résiduels sur les terrains abandonnés par la glace. Ce sont des accumulations de débris en forme de remparts ( moraines frontales et latérales ), ou un revêtement stratiforme ( moraine de fond ), ou des blocs déposés isolément ( blocs erratiques ), ou des débris emportés par l' eau de fonte et s' accumulant en couches de cailloutis, ou encore des particules emportées au loin par le vent ( loess ). Les ouvrages cités dans la bibliographie de cet article mentionnent tous l' im de ces formations géologiques pour la reconstitution de l' extension des anciennes III. 14 à 16 Le verglas fait apparaître, sur ces photos, quelques structures de la glace du Grand glacier d' Aletsch, notamment son plissement ( ill. 14 ), sa schistosité ( ill. 15 ) et son rubanement ( ill. 16 ). Ces caractéristiques sont analogues à celles des roches mixtes.

glaciations et des changements climatiques. Ils citent aussi les études portant sur les gaz et les poussières enfermés dans la glace et sur la composition atomique de celle-ci ( présence d' isotopes ). On en a découvert dans des carottes provenant du névé glacé du col de Gnifetti ( Mont Rose ) et des carapaces glaciaires de l' Antarctique et du Groenland. Leur étude permet d' obtenir des informations sur l' envi naturel non encore influencé par l' homme et d' établir des données cohérentes sur la dimension réelle des atteintes dont ce dernier est responsable. Les échantillons du col de Gnifetti ( 4500 mètres ) fournissent des données fiables sur les modifications de l' at dans le massif alpin pendant ces cent dernières années. Au Groenland et dans l' Antarctique, les forages ont traversé des couches de glace accumulées pendant les 130 à 160 derniers millénaires, et ont livré des informations précieuses sur le développement du climat depuis l' avant glaciation.

Les glaciers, une formation pétrographique et géologique Les « roches » de glace que nous venons de décrire constituent, en raison de leur origine commune, des entités bien précises, reportées sur les cartes géologiques. Dans le « glacier », les roches appelées « neige », « névé » et « glace » sont ordonnées, de l' amont vers l' aval, en une suite chronologique. Toutefois, l' évolution complète du sédiment meuble en une roche cristalline entièrement métamorphique, dont le « glacier » est le siège, en fait une association rocheuse et une formation géologique très particulières. Cette mutation est, en effet, limitée dans le temps et présente une grande variabilité. Autrefois, la glace a été exploitée pour la réfrigération dans les restaurants et brasseries. Elle a été extraite de nombreux glaciers alpins depuis la construction des chemins de fer ( meilleures possibilités de transport ), jusqu' à l' établissement des réseaux d' alimentation électrique ( commercialisation des armoires frigorifiques ). Antérieurement encore, les crevasses des glaciers servaient à conserver le gibier des chasseurs de chamois, et les aubergistes y stockaient leurs provisions carnées, par exemple à Steingletscher ). De tout temps, les glaciers ont joué le rôle de réserves d' eau pour l' agriculture et, actuellement encore, pour l' économie hydraulique et énergétique. Depuis deux cents ans, ils constituent également un atout majeur pour le tourisme et l' hôtellerie. Enfin, malgré leur retrait naturel et leur utilisation grandissante par l' homme à des fins sportives, les glaciers des Alpes suisses demeurent un spectacle d' une grande beauté.

Régions englacées de la Terre Les glaciers et les autres amas naturels de glace se rencontrent actuellement surtout dans les régions polaires de l' Arctique et de l' Antarctique, ainsi que dans de nombreux 225 111.20 L' étirement de la glace provoque des cassures et des crevasses.

massifs montagneux de tous les continents à l' exception de l' Australie. Des glaciations sont apparues sur la Terre ( même en Australie ) tous les 300 millions d' années environ, au cours desquelles la glace a recouvert des surfaces pouvant atteindre un multiple de celles qui sont englacées de nos jours. L' époque glaciaire la plus récente a débuté il y a deux ou trois millions d' années. Les périodes froides et chaudes ont alterné depuis ce moment-là, selon un rythme régulier de 100 à 120 millénaires, déclenchant des glaciations, associées à un climat arctique, jusqu' aux latitudes polaires et tempérées, et des intervalles interglaciaires avec des zones climatiques analogues à celles d' aujourd. Cette périodicité est déterminée principalement par des variations du mouvement de la Terre sur son axe et autour du Soleil, comparables à ceux que l'on observe dans la rotation libre d' une toupie. Elles influencent surtout la quantité d' énergie solaire absorbée par la surface de la planète et, par conséquent, son bilan thermique. Se- lon les astronomes qui étudient et calculent les lois auxquelles obéissent ces changements, le passage de la dernière période chaude à la prochaine glaciation est en cours. Les conditions climatiques actuelles caractérisent encore une alternance chaude, avec des dépôts de glace relativement peu étendus. Un neuvième environ des surfaces émergées de la planète est recouvert par les glaciers et un septième, bien que non englacé, est occupé par le sol gelé toute l' année ( gel permanent ou permafrost ). Au cours des saisons, la couverture des continents par la neige et la glace varie entre un quart de leur surface à la fin de l' hiver austral et la moitié environ à la fin de l' hiver boréal. Quant aux océans, ils sont gelés soit en permanence, soit saison-nièrement, sur un cinquième de leur étendue. Un tiers environ de cette carapace glacée se 111.21 à 23 L' étirement provoque aussi ( cf. légende de l' ili. 20 ) des fissures dans la glace ( ill. 23 ) et des fronts de vêlage ou d' ar. La tension créée par les chocs donne des débris de glace ( ill. 22 ) qui se transforment par la suite en glace conglomératique ( ill.21 ).

Tableau 1. Distribution de l' eau sur la Terre Volume millions de m3 a ) sur la Terre Pour cent a ) Masse d' eau totale: Eau de mer ( océans, lacs salés ) Eau douce 1348 38 97,3 2,7 Antarctique Groenland Autres régions Total b ) dans les Alpes Suisse Italie Autriche Total b ) Eau douce: Glaciers Réserves souterraines Lacs et cours d' eau Atmosphère 1386 29,6 8,1 0,1 0,01 100,0 78,3 21,4 0,3 0,03 Total 37,8 100,0 France i Allemagne Total Tableau 2. Distributions des glaciers Surface Volume de glace mill.de mill.de Pour cent km2km3 13,6 30,1 91,5 1,7 2,6 7,9 0,6 0,2 0,6 15,9 32,9 100,0 Surface des glaciers km2 Pour cent 1342 46,1 607 20,9 542 18,6 417 14,3 1 0,03 2909 100,0 compose de glace marine ( eau de mer gelée ) et deux tiers de banquise ( glace d' eau douce ).

L' eau de mer forme la presque totalité de l' hydrosphère ( 97% ), tandis que l' eau douce de la petite partie restante ( 3% à peine ) occupe un volume estimé à 38 millions de kilomètres cubes ( cf. tableau la ). Les trois quarts de cette masse se sont solidifiés à la surface de la planète, la majeure partie sous forme de glaciers continentaux, le reste d' icebergs ou de banquise. Quant au dernier quart, il est liquide, hormis les formations glacées saisonnières. Il est principalement stocké sous terre, dans les nappes phréatiques proches de la surface de la lithosphère. A l' air libre, les lacs et les rivières des continents ne constituent qu' à peine un pour cent des réserves totales d' eau douce ( tableau 1b ).

La contribution modeste des glaciers alpins à la masse totale de la glace présente dans le monde ( tableau 2a ) se limite à quelques centaines de kilomètres cubes. Cela correspond à environ un cent millième de ce volume total, ou à un millième de la glace se trouvant hors de l' Arctique et de l' Antarctique. Les glaciers suisses abritent presque la moitié de la glace alpine ( tableau 2b ).

Conclusions Cet article traite des glaciers du point de vue géologique, ce qui est assez inhabituel. Il met en évidence les points communs entre formations glacées et roches d' une part, glaciers et associations pétrographiques d' autre part. Il effleure ou laisse même dans l' ombre les propriétés particulières qui différencient les roches de glace et les glaciers des autres roches et assises géologiques. On peut les trouver dans les ouvrages détaillés de glaciologie et autres encyclopédies mentionnés ci-après. Les études sur les rapports entre les variations glaciaires et les modifications climatiques sont depuis fort longtemps l' objet principal des programmes mondiaux de recherche glaciologique. Les observations de longue du- rée sur les glaciers apportent une contribution prépondérante à ces projets. Les rapports sur les glaciers, également cités dans la bibliographie, traitent des variations annuelles des glaciers, observées systématiquement en Suisse depuis 1880 et sur le plan international depuis 1894.

Bibliographie La Suisse et ses glaciers. ( Edité par l' Office suisse du tourisme, Kümmerly & Frey, 1979. ) Le climat, notre avenir? ( Edité par la Commission suisse de recherches sur le climat et l' atmosphère, Kümmerly & Frey, 1987. ) Variations des glaciers suisses en... ( 1—109e rapport annuel, dans Echo des Alpes 1881 et 1882, Annuaire du CAS 1883-1924, revue LES ALPES 1924-1989. ) Fluctuations of glaciers IV. ( Rapports internationaux quinquennaux 1959-1985; édité par ICSI-UNEP-UNESCO, à la suite des rapports internationaux annuels ou pluriannuels 1894-1958 de la Commission internationale de glaciologie, 1894-1960. )

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