27La glace sur la Terre

Les deux photographies ci-dessous ont été prises du même endroit, au bord d’une lagune d’Alaska, à 26 ans d’intervalle. En 1990, une large langue de glace descendait la vallée jusqu’à l’eau. En 2016, la glace avait reculé vers le haut de la vallée et s’était rétrécie ; des arbres et de la roche nue occupaient la place qu’elle avait laissée. Entre 1984 et 2021, les images satellites montrent que le front de ce glacier, le glacier Pedersen, a reculé d’environ $3.2\,\mathrm{km}$.

La glace couvre aujourd’hui environ un dixième des terres émergées. Elle occupe des vallées de montagne, deux immenses calottes sur l’Antarctique et le Groenland, les mers polaires et, cachée, l’intérieur du sol gelé du Grand Nord. Ce chapitre les étudie l’une après l’autre, puis montre comment la glace façonne le relief, et revient sur les époques où la glace couvrait une bien plus grande partie de la Terre qu’aujourd’hui.

Tu sais déjà

La neige est une forme de précipitation : des cristaux de glace qui grossissent dans un nuage et tombent sans fondre (Chapitre 7). L’eau courante érode le relief, emporte les débris et les dépose plus loin ; une rivière creuse une vallée (Chapitre 10). Quand l’eau de mer gèle, le sel reste dans l’eau autour de la glace (Chapitre 26). En physique, on apprend que l’eau se dilate en gelant, si bien que la glace est moins dense que l’eau liquide, et qu’un corps plus léger que l’eau qu’il déplace flotte.

27.1 Les glaciers

Haut dans les montagnes, il tombe plus de neige en hiver qu’il n’en fond en été. Année après année, la neige nouvelle recouvre l’ancienne et la tasse. Les cristaux se serrent, l’air qui les sépare est chassé et, au bout d’environ un an, la neige est devenue du névé, une matière granuleuse, intermédiaire entre la neige et la glace. Enfoui de plus en plus profondément, le névé se transforme en glace dure et compacte ; pour la plupart des glaciers, cela prend plus de cent ans.

Définition 27.1 (Glacier)

Un glacier est une masse de glace, formée de neige accumulée pendant de nombreuses années, qui descend lentement sur le relief sous son propre poids.

Un glacier a deux parties. Dans sa partie haute, la zone d’accumulation, il tombe chaque année plus de neige qu’il n’en fond : le glacier gagne de la glace. Dans sa partie basse, la zone d’ablation, il fond chaque année plus de glace qu’il ne tombe de neige : le glacier perd de la glace. La glace gagnée en haut descend sans cesse remplacer la glace perdue en bas. Si les deux s’équilibrent, l’extrémité du glacier, son front glaciaire, reste au même endroit.

Comment de la glace solide peut-elle s’écouler ? Sous le poids de la glace qui la surmonte, la glace profonde d’un glacier se déforme lentement, comme une épaisse couche de miel froid qui s’étale. Le glacier glisse aussi sur la roche qui le porte, sur une mince pellicule d’eau ou sur de la boue mouillée. Le bas du glacier, qui frotte contre la roche, avance plus lentement que sa surface. La plupart des glaciers avancent lentement et régulièrement ; quelques-uns connaissent soudain une avancée brutale. En 1986, le glacier Hubbard, en Alaska, a avancé d’environ $10\,\mathrm{m}$ par jour, et l’avancée brutale la plus rapide jamais mesurée, celle du glacier Kutiah, au Pakistan, en 1953, a atteint en moyenne environ $112\,\mathrm{m}$ par jour pendant trois mois.

Quand un glacier perd plus de glace en bas qu’il n’en gagne en haut, son front remonte la vallée : le glacier recule. Un glacier qui recule continue de s’écouler vers le bas, comme un tapis roulant ; simplement, il fond plus vite qu’il n’avance. Le glacier Muir, en Alaska, remplissait toute sa vallée jusqu’à la mer en 1941. En 2004, son front avait reculé de $12\,\mathrm{km}$, et la surface de la glace s’était abaissée de plus de $800\,\mathrm{m}$.

27.2 Comment la glace façonne une vallée

Un glacier est un puissant outil d’érosion. Sa glace se soude par le gel à des blocs de roche détachés et les arrache ; les pierres prises dans sa base raclent la roche au-dessous comme du papier de verre. Le glacier emporte toute cette roche, de la fine poussière aux énormes blocs, vers le bas de la vallée comme un tapis roulant, et la dépose là où la glace fond.

Définition 27.2 (Vallée en U et moraine)

Une vallée en U est une vallée au fond large et plat et aux versants raides, creusée par un glacier qui a élargi et approfondi une étroite vallée de rivière en forme de V. Une moraine est un bourrelet de débris rocheux, de la poussière aux gros blocs, laissé par un glacier : une moraine latérale le long de son bord, une moraine frontale à son extrémité.

Les moraines sont des indices précieux. Une moraine frontale située loin dans une vallée, sans aucune glace à proximité, montre jusqu’où le glacier s’avançait autrefois ; une moraine latérale perchée haut sur un versant montre quelle était l’épaisseur de la glace. Un gros bloc posé seul dans un champ, fait d’une roche que l’on ne trouve nulle part aux alentours, est un autre indice : c’est un bloc erratique, une roche transportée loin de son lieu d’origine par un glacier et abandonnée quand la glace a fondu. Les blocs erratiques vont du simple galet à des blocs plus gros qu’une maison.

Sur le terrain — Lire une vallée façonnée par la glace

Lors d’une promenade en montagne, ou sur la photographie d’une vallée de montagne, observe la forme de la vallée en coupe : un V étroit, ou un U large aux parois raides ? Cherche sur le fond de la vallée de longs bourrelets de pierres et de terre en désordre qui longent ses versants ou la traversent : ce sont peut-être des moraines. Cherche de gros blocs qui ne ressemblent pas à la roche alentour, et des surfaces rocheuses lisses rayées de longues lignes parallèles. Reste sur les sentiers, tiens-toi loin du bord des pentes raides et de la glace elle-même, et dessine ce que tu vois dans ton carnet.

27.3 Calottes glaciaires, plates-formes de glace et icebergs

Les plus grandes masses de glace de la Terre ne se trouvent pas dans les vallées de montagne : elles recouvrent des terres entières. La calotte glaciaire de l’Antarctique s’étend sur près de $14$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ et atteint presque $4.9\,\mathrm{km}$ d’épaisseur à son point le plus épais. La calotte du Groenland couvre environ $1.7$ million de $\mathrm{km}^{2}$, les quatre cinquièmes de l’île, et dépasse $3\,\mathrm{km}$ d’épaisseur. À elles deux, elles contiennent plus de 99 % de la glace des terres émergées, et plus des deux tiers de toute l’eau douce de la Terre.

Définition 27.3 (Calotte glaciaire, plate-forme de glace et iceberg)

Une calotte glaciaire est une masse de glace qui couvre plus de $50\,000\,\mathrm{km}^{2}$ de terres, comme un immense dôme qui s’étale vers l’extérieur dans toutes les directions. Là où la glace qui s’écoule des terres atteint la mer et continue d’avancer en flottant, toujours attachée à la glace située derrière elle, elle forme une plate-forme de glace. Un iceberg est un gros bloc de glace, de plus de $5\,\mathrm{m}$ de large, qui s’est détaché d’un glacier ou d’une plate-forme de glace et flotte sur la mer.

L’eau prisonnière des calottes glaciaires vient de l’océan : elle s’est évaporée, est tombée sous forme de neige et s’est accumulée sur les terres. Si toute la glace du Groenland fondait, la mer monterait d’environ $7.4\,\mathrm{m}$ ; si toute la glace de l’Antarctique fondait, d’environ $58\,\mathrm{m}$. Tous les glaciers de montagne du monde, plus de $200\,000$, ajouteraient moins d’un demi-mètre.

La glace flottante, c’est différent. Une plate-forme de glace ou un iceberg flotte déjà sur la mer : il a déjà déplacé son propre poids d’eau. Quand il se brise ou fond, la mer ne monte pas. Mais une plate-forme de glace retient les glaciers situés derrière elle, comme un bouchon dans une bouteille ; quand la plate-forme Larsen B, en Antarctique, s’est disloquée en 2002, les glaciers qui se trouvaient derrière elle ont accéléré, certains jusqu’à huit fois leur vitesse d’avant, et ont déversé davantage de glace terrestre dans la mer.

Au laboratoire — Glace flottante et glace sur les terres

À l’intérieur, pose un petit caillou dans chacun de deux verres transparents, de façon qu’il dépasse de l’eau une fois les verres remplis. Dans le premier verre, fais flotter quelques glaçons sur l’eau. Dans le second, pose le même nombre de glaçons en équilibre sur le caillou, hors de l’eau. Remplis les deux verres d’eau jusqu’au même niveau et marque-le au feutre. Attends que toute la glace ait fondu, puis compare les niveaux d’eau aux marques. Quel verre se comporte comme la mer quand un iceberg fond, et lequel comme la mer quand une calotte glaciaire fond ?

27.4 La banquise

La banquise est encore autre chose : c’est la mer elle-même, gelée. Chaque hiver, la surface des océans polaires gèle sur une immense étendue ; chaque été, une grande partie de cette glace fond de nouveau. Dans l’Arctique, la glace est au plus bas à la fin de l’été, en septembre, et au plus haut à la fin de l’hiver, en mars. Depuis la fin des années 1970, des satellites mesurent chaque jour son étendue, la surface de mer dont au moins 15 % est couverte de glace.

Définition 27.4 (Banquise)

La banquise est de l’eau de mer gelée : elle se forme, s’épaissit et fond dans l’océan lui-même. Elle est différente des icebergs et des plates-formes de glace, qui flottent sur la mer mais sont faits de neige tombée sur les terres.

La banquise compte bien au-delà des pôles. L’eau de mer libre est sombre : elle ne réfléchit qu’environ 6 % de la lumière solaire qu’elle reçoit et absorbe le reste. La banquise en réfléchit de 50 à 70 %, et la banquise couverte de neige jusqu’à 90 %. Quand la glace fond, l’eau sombre qu’elle recouvrait absorbe davantage l’énergie du Soleil et se réchauffe, ce qui fait fondre encore plus de glace.

Les points montent et descendent d’une année à l’autre : le temps qu’il fait chaque été compte. Mais au fil des années, ils baissent nettement. Pour voir l’évolution derrière ces hauts et ces bas, les scientifiques tracent une droite de tendance, la droite qui passe au plus près de tous les points.

Méthode 27.5 (Lire une tendance sur un graphique)

1. Lis les axes : ce qui est mesuré, dans quelle unité, sur quelles années.
2. Regarde les points : y a-t-il une hausse générale, une baisse générale, ou ni l’une ni l’autre, derrière les hauts et les bas ?
3. Lis la droite de tendance à la première et à la dernière année.
4. Fais la différence, et divise-la par le nombre d’années (ou de décennies) qui les séparent : c’est la variation moyenne par an (ou par décennie).
5. N’accorde pas trop d’importance à une seule année : un point isolé loin de la droite, c’est la météo ; la droite, c’est la tendance.

Exemple 27.6 (La banquise de l’Arctique en septembre)

Sur le graphique, la droite de tendance est à environ $7.6$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ en 1979 et à environ $4.1$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ en 2025. La variation est de $7.6 - 4.1 = 3.5$ millions de km$^2$ en $2025 - 1979 = 46$ ans, soit 4.6 décennies : $3.5 \div 4.6 \approx 0.76$. La banquise de septembre a diminué d’environ $0.76$ million de $\mathrm{km}^{2}$ par décennie : en 46 ans, la droite de tendance a perdu presque la moitié de sa valeur de 1979. Le point le plus bas, $3.57$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ en 2012, se trouve bien au-dessous de la droite : cet été-là fut exceptionnel.

Les mesures montrent que la banquise estivale de l’Arctique est devenue à la fois moins étendue et plus mince depuis les années 1980, à mesure que l’Arctique se réchauffait. Le Chapitre 28 examine comment le climat de la Terre change, et pourquoi.

27.5 Le pergélisol

Dans le Grand Nord, le froid pénètre profondément dans le sol. Sous la toundra d’Amérique du Nord, du Groenland et du nord de l’Asie, le sol et la roche restent gelés toute l’année, et le sont souvent depuis des milliers d’années. Seule une mince couche superficielle, la couche active, dégèle chaque été et regèle chaque hiver ; les plantes y poussent, et l’eau qui ne peut pas s’infiltrer dans le sol gelé au-dessous forme des mares à la surface.

Définition 27.7 (Pergélisol)

Le pergélisol est un sol, terre ou roche, qui reste à $0{}^{\circ}\mathrm{C}$ ou au-dessous pendant au moins deux années de suite.

Le pergélisol s’étend sous environ $23$ millions de $\mathrm{km}^{2}$, un quart des terres de l’hémisphère nord, et sous environ 85 % de l’Alaska. Un sol gelé plein de glace est aussi dur que la roche ; quand sa glace fond, le sol se change en boue et s’affaisse. Les routes se fissurent, les bâtiments penchent et les oléoducs peuvent se rompre : là où il traverse le pergélisol, l’oléoduc trans-Alaska court au-dessus du sol sur $676\,\mathrm{km}$. Le dégel du pergélisol permet aussi aux restes de plantes gelés depuis des milliers d’années de se décomposer, et de libérer du dioxyde de carbone et du méthane dans l’air.

27.6 Les glaciations

La glace n’a pas toujours couvert la même partie de la Terre. Il y a environ $20\,000$ ans, des calottes glaciaires recouvraient une grande partie de l’Amérique du Nord et du nord de l’Europe, Scandinavie comprise. Les glaciers couvraient alors environ un quart des terres, contre environ un dixième aujourd’hui. Tant d’eau était retenue dans cette glace que la mer se trouvait plus de $120\,\mathrm{m}$ plus bas qu’aujourd’hui : une partie des plateaux continentaux actuels était émergée. À partir d’environ $15\,000$ ans avant nous, les calottes ont fondu et reculé, et la mer est remontée ; elle a atteint à peu près son niveau actuel il y a environ $8000$ ans.

Définition 27.8 (Glaciation)

Une glaciation est une longue période froide de l’histoire de la Terre pendant laquelle les calottes glaciaires s’étendent bien au-delà des régions polaires et recouvrent de grandes parties des continents. La dernière glaciation a connu son maximum de froid il y a environ $20\,000$ ans et s’est achevée il y a environ $12\,000$ ans.

Les traces de la dernière glaciation sont partout dans les terres qu’elle a recouvertes : des vallées en U loin de tout glacier actuel, des moraines frontales en travers des plaines, des blocs erratiques posés dans les champs. Et ce n’était pas la seule. Au cours des dernières centaines de milliers d’années, les glaciations et les périodes plus chaudes qui les séparent se sont succédé encore et encore ; nous vivons dans l’une de ces périodes chaudes. Le Chapitre 28 raconte comment les scientifiques lisent cette longue histoire dans la glace même de l’Antarctique.

27.7 Exercices

Exercice 27.1 ★

À l’aide de la coupe longitudinale d’un glacier de ce chapitre, nomme : (a) la partie du glacier où il gagne de la glace ; (b) la partie où il en perd ; (c) l’extrémité du glacier ; (d) le bourrelet de débris rocheux à son extrémité.

Solution

Solution de Exercice 27.1.

(a) La zone d’accumulation. (b) La zone d’ablation. (c) Le front glaciaire. (d) Une moraine (frontale).

Exercice 27.2 ★

Vrai ou faux ? Corrige les phrases fausses. (a) Un glacier est fait d’eau de mer gelée. (b) La neige met environ un an à devenir du névé. (c) Quand un glacier recule, sa glace remonte la pente. (d) La banquise de l’Arctique est au plus bas en septembre.

Solution

Solution de Exercice 27.2.

(a) Faux : un glacier est fait de neige tombée sur les terres et transformée en glace ; l’eau de mer gelée, c’est la banquise. (b) Vrai. (c) Faux : sa glace continue de s’écouler vers le bas ; le front recule parce que la glace fond plus vite qu’elle n’avance. (d) Vrai.

Exercice 27.3 ★

Donne le mot qui correspond à chaque description : (a) une vallée au fond large et aux versants raides, creusée par la glace ; (b) un bloc transporté loin de son lieu d’origine par un glacier ; (c) une plaque de glace flottante encore attachée à la glace des terres ; (d) un sol qui reste gelé pendant au moins deux années de suite.

Solution

Solution de Exercice 27.3.

(a) Une vallée en U. (b) Un bloc erratique. (c) Une plate-forme de glace. (d) Le pergélisol.

Exercice 27.4 ★

(a) Quelles sont les deux terres couvertes aujourd’hui par des calottes glaciaires ? (b) Laquelle des deux ferait le plus monter la mer si toute sa glace fondait, et de combien ? (c) Quelle part des terres émergées est aujourd’hui couverte de glace ?

Solution

Solution de Exercice 27.4.

(a) L’Antarctique et le Groenland. (b) L’Antarctique, d’environ $58\,\mathrm{m}$ (le Groenland : environ $7.4\,\mathrm{m}$). (c) Environ un dixième (10 %).

Exercice 27.5 ★★

Utilise le graphique de la banquise arctique en septembre. (a) Lis l’étendue en 1979 et en 2012. (b) De combien de millions de km$^2$ a-t-elle diminué entre ces deux années ? (c) Quelle fraction de l’étendue de 1979 avait disparu en 2012 ? Arrondis à une fraction simple. (d) Pourquoi est-il plus fiable de comparer la droite de tendance que deux années isolées ?

Solution

Solution de Exercice 27.5.

(a) Environ $7.05$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ en 1979 et $3.57$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ en 2012. (b) $7.05 - 3.57 = 3.48$ : environ $3.5$ millions de $\mathrm{km}^{2}$. (c) $3.48 \div 7.05 \approx 0.49$ : environ la moitié. (d) Une année isolée dépend du temps qu’il a fait cet été-là : 2012 est bien au-dessous de la droite. La droite de tendance utilise toutes les années, si bien qu’un été inhabituel la modifie très peu.

Exercice 27.6 ★★

Le front du glacier Muir a reculé de $12\,\mathrm{km}$ entre 1941 et 2004. (a) Combien d’années cela fait-il ? (b) Quel a été son recul moyen par an, en mètres ? Arrondis à la dizaine de mètres. (c) Le glacier Pedersen a reculé de $3.2\,\mathrm{km}$ entre 1984 et 2021. Quel a été son recul moyen par an ? (d) Quel glacier a reculé le plus vite ?

Solution

Solution de Exercice 27.6.

(a) $2004 - 1941 = 63$ ans. (b) $12000 \div 63 \approx 190.5$ : environ $190\,\mathrm{m}$ par an. (c) $2021 - 1984 = 37$ ans ; $3200 \div 37 \approx 86$ : environ $86\,\mathrm{m}$ par an. (d) Le glacier Muir, plus de deux fois plus vite.

Exercice 27.7 ★★

Explique, en quelques phrases et dans l’ordre, comment la neige tombée haut sur une montagne devient la glace du front d’un glacier, loin en bas de la vallée. Utilise les mots névé, zone d’accumulation, s’écoule et zone d’ablation.

Solution

Solution de Exercice 27.7.

Dans la zone d’accumulation, haut sur la montagne, il tombe chaque année plus de neige qu’il n’en fond. La neige nouvelle recouvre et tasse l’ancienne, qui se change en névé au bout d’environ un an, puis, plus profondément et bien plus tard, en glace compacte. Sous son propre poids, la glace s’écoule lentement vers le bas de la vallée. Plus bas, dans la zone d’ablation, elle fond plus vite que la neige ne tombe ; la glace qui atteint le front s’est formée tout en haut, souvent il y a longtemps.

Exercice 27.8 ★★

Deux verres sont remplis jusqu’au même niveau. Dans le verre A, des glaçons flottent sur l’eau ; dans le verre B, les mêmes glaçons reposent sur un caillou, au-dessus de l’eau. (a) Une fois la glace fondue, dans quel verre le niveau a-t-il monté ? (b) Quel verre est un modèle d’iceberg qui fond dans la mer ? D’une calotte glaciaire qui fond sur les terres ? (c) Pourquoi la dislocation d’une plate-forme de glace compte-t-elle tout de même pour le niveau de la mer ?

Solution

Solution de Exercice 27.8.

(a) Dans le verre B : la glace fondue coule dans l’eau et en fait monter le niveau ; dans le verre A, le niveau reste le même. (b) Le verre A est l’iceberg (de la glace qui flotte déjà dans la mer) ; le verre B est la calotte glaciaire (de la glace sur les terres). (c) Une plate-forme de glace retient les glaciers situés derrière elle. Quand elle se disloque, ces glaciers accélèrent et déversent davantage de glace terrestre dans la mer, ce qui la fait monter.

Exercice 27.9 ★★

Une randonneuse traverse une large vallée au fond plat et aux versants très raides. Au milieu d’un champ, elle trouve un bloc de granite gros comme une voiture ; toutes les roches de la vallée sont des calcaires. Plus haut, un long bourrelet de pierres en désordre court le long du versant. (a) Quelle est la forme de la vallée, et qu’est-ce qui l’a creusée ? (b) Comment le bloc est-il arrivé là ? Comment l’appelle-t-on ? (c) Qu’est-ce que ce bourrelet, et que t’apprend sa hauteur sur le versant ?

Solution

Solution de Exercice 27.9.

(a) Une vallée en U, creusée par un glacier. (b) Un glacier l’a apporté de loin en amont dans la vallée, là où affleure du granite, et l’a abandonné quand la glace a fondu : c’est un bloc erratique. (c) Une moraine latérale : sa hauteur montre l’épaisseur qu’avait autrefois le glacier ; la glace montait au moins jusque-là sur le versant.

Exercice 27.10 ★★

La calotte glaciaire de l’Antarctique ferait monter la mer d’environ $58\,\mathrm{m}$ si elle fondait entièrement, et celle du Groenland d’environ $7.4\,\mathrm{m}$. (a) Qu’ajouterait un dixième de la glace du Groenland ? (b) Qu’ajouterait un centième de la glace de l’Antarctique ? (c) Combien de fois plus de glace l’Antarctique contient-il que le Groenland ? Arrondis à l’unité.

Solution

Solution de Exercice 27.10.

(a) $7.4 \div 10 = 0.74\,\mathrm{m}$. (b) $58 \div 100 = 0.58\,\mathrm{m}$. (c) $58 \div 7.4 \approx 7.8$ : environ 8 fois plus.

Exercice 27.11 ★★★

L’étendue moyenne de la banquise arctique en septembre était de $7.21$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ sur les années 1980–1989 et de $4.65$ millions de $\mathrm{km}^{2}$ sur les années 2010–2019. (a) Un million vaut $10^6$. Écris les deux valeurs en km$^2$, sans le mot « million ». (b) De combien l’étendue moyenne a-t-elle baissé entre ces deux décennies ? (c) Les deux décennies sont séparées de 30 ans. Quelle est la baisse par décennie ? Compare-la aux $0.76$ million de $\mathrm{km}^{2}$ par décennie de la droite de tendance. (d) Pourquoi ne peut-on pas prolonger indéfiniment une droite de tendance dans l’avenir ?

Solution

Solution de Exercice 27.11.

(a) $7.21 \times 10^6 = 7\,210\,000\,\mathrm{km}^{2}$ et $4.65 \times 10^6 = 4\,650\,000\,\mathrm{km}^{2}$. (b) $7.21 - 4.65 = 2.56\text{ millions de }\mathrm{km}^{2}$, soit $2\,560\,000\,\mathrm{km}^{2}$. (c) $2.56 \div 3 \approx 0.85$ : environ $0.85$ million de $\mathrm{km}^{2}$ par décennie, un peu plus que les $0.76$ million de $\mathrm{km}^{2}$ de la droite de tendance ; la moyenne de chaque décennie porte encore les hauts et les bas de ses dix étés, mais les deux façons de lire le graphique montrent la même forte perte. (d) L’étendue ne peut pas descendre au-dessous de zéro, et une droite de tendance ne décrit que les années qui ont été mesurées : la suite dépend de l’évolution du climat de l’Arctique, si bien que la droite n’est pas une prédiction.

Exercice 27.12 ★★★

Il y a environ $20\,000$ ans, la mer se trouvait environ $120\,\mathrm{m}$ plus bas qu’aujourd’hui. Au large d’une côte, le plateau continental descend en pente très douce, de $1\,\mathrm{m}$ pour chaque $1\,\mathrm{km}$ vers le large (données d’exercice). (a) À quelle distance au large se trouvait la côte à cette époque ? (b) Où était passée l’eau des $120\,\mathrm{m}$ manquants ? (c) Explique pourquoi une moraine frontale trouvée aujourd’hui dans une plaine, loin de toute montagne, est un indice de cette même glaciation.

Solution

Solution de Exercice 27.12.

(a) $120 \div 1 = 120$ : la côte se trouvait environ $120\,\mathrm{km}$ plus loin vers le large. (b) Elle s’était évaporée de l’océan, était tombée en neige sur les continents et y était restée sous forme de glace, dans les grandes calottes glaciaires. (c) Une moraine frontale se forme à l’extrémité d’un glacier. Une moraine dans une plaine loin de toute montagne montre qu’une calotte glaciaire a autrefois atteint cette plaine, à une époque où la glace couvrait bien plus de terres qu’aujourd’hui.

27.8 Problème : le long recul d’un glacier

Problème 27.1

Problème du week-end — le front d’un glacier de montagne est mesuré tous les dix ans depuis 1960 ; on calcule sa vitesse de recul, et on lit la vallée qu’il laisse derrière lui

Tous les dix ans depuis 1960, une équipe mesure la position du front du glacier G, un glacier de vallée en montagne. La distance est mesurée vers l’amont, à partir d’un repère R peint sur le fond de la vallée, au niveau du front, en 1960. Un refuge H se dresse au bord du fond de la vallée, à $1980\,\mathrm{m}$ en amont de R. La carte montre le front à chaque mesure et le bourrelet situé juste en aval du front de 1960.

année	1960	1970	1980	1990	2000	2010	2020
distance du front à R (m)	0	180	330	520	700	880	1080

Partie I — Les positions du front.

1. De combien le front a-t-il reculé entre 1960 et 2020 ?
2. Calcule de combien il a reculé à chaque décennie. Pendant quelle décennie a-t-il le moins reculé ? Le plus ?
3. Le glacier a-t-il cessé de s’écouler vers le bas ? Explique.
4. Le bourrelet sombre situé juste en aval du front de 1960 est fait de débris rocheux en désordre. Comment l’appelle-t-on, et comment s’est-il formé ?

Partie II — La vitesse de recul.

5. Quel a été le recul moyen par décennie entre 1960 et 2020 ?
6. Et par an ?
7. Le glacier Muir a reculé de $12\,\mathrm{km}$ en 63 ans, soit environ $190\,\mathrm{m}$ par an. Combien de fois plus vite que le glacier G cela fait-il ?
8. Le glacier G a-t-il gagné plus de glace dans sa zone d’accumulation qu’il n’en a perdu dans sa zone d’ablation, ou moins ? Explique.

Partie III — La vallée qu’il laisse.

9. Quelle forme t’attends-tu à voir au fond de la vallée entre R et le front de 2020, en coupe transversale ? Pourquoi ?
10. En 2020, à quelle distance le front se trouvait-il du niveau du refuge ?
11. À la vitesse moyenne de la partie II, combien d’années faudrait-il au front pour atteindre le niveau du refuge ? En quelle année serait-ce ?
12. Donne une raison pour laquelle cette année n’est pas une prédiction.

Solution

Solution de Problème 27.1.

1. $1080 - 0 = 1080\,\mathrm{m}$.

2. 1960–1970 : $180\,\mathrm{m}$ ; 1970–1980 : $150\,\mathrm{m}$ ; 1980–1990 : $190\,\mathrm{m}$ ; 1990–2000 : $180\,\mathrm{m}$ ; 2000–2010 : $180\,\mathrm{m}$ ; 2010–2020 : $200\,\mathrm{m}$. Le moins en 1970–1980, le plus en 2010–2020.

3. Non : un glacier qui recule continue de s’écouler vers le bas. Son front recule parce que la glace fond plus vite qu’elle n’arrive.

4. Une moraine frontale : la glace a transporté des débris rocheux vers le bas de la vallée et les a déposés à son front, là où la glace fondait, pendant que le front se tenait à cet endroit.

5. $1080 \div 6 = 180\,\mathrm{m}$ par décennie.

6. $180 \div 10 = 18\,\mathrm{m}$ par an.

7. $190 \div 18 \approx 10.6$ : environ 11 fois plus vite.

8. Moins : il a perdu plus de glace dans sa zone d’ablation qu’il n’en a gagné dans sa zone d’accumulation, si bien que son front a reculé.

9. En U : un fond large aux versants raides, parce que le glacier a élargi et approfondi la vallée pendant qu’il la remplissait.

10. $1980 - 1080 = 900\,\mathrm{m}$.

11. $900 \div 18 = 50$ ans : en 2070.

12. La vitesse a changé d’une décennie à l’autre (de 150 à $200\,\mathrm{m}$), et le recul futur dépend des chutes de neige et des températures estivales des années à venir : une vitesse passée n’est pas une prédiction.