Confluence, fluage, écoulement ductile des glaciers et libération d'icebergs au niveau de la côte orientale du Groenland

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

22/09/2008

Résumé

Les glaciers de la calotte groenlandaise : figures d'écoulement et moraines.


Figure 1. Confluence, fluage et écoulement ductile de glaciers se jetant dans un fjord encore gelé de la côte orientale du Groenland.

Confluence, fluage et écoulement ductile de glaciers se jetant dans un fjord encore gelé de la côte orientale du Groenland.

Les moraines latérales, qui deviennent moraines médianes après une confluence, matérialisent très bien cet écoulement ductile.

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Les glaciers résultent de l'accumulation (en général en altitude) de la neige hivernale quand la masse des précipitations neigeuses d'hiver est supérieure à la masse de la fonte estivale. La neige qui n'a pas fondu s'accumule d'année en année, se compacte et devient de la glace sous l'effet de la pression. Cette glace migre alors vers les basses altitudes sous forme de glaciers. Trois mécanismes principaux participent à ce mouvement. (1) Un glissement en masse de la glace sur son substratum. Ce mécanisme est difficile à illustrer par des images. (2) Un mouvement par fluage et déformation ductile de la glace. (3) Une rupture, fragmentation et chute de blocs, que ce soit dans le cours du glacier ou à sa terminaison, avec libération d'icebergs si le glacier se termine dans la mer. Cette semaine, nous vous montrons des photos aériennes du Groenland illustrant ce deuxième mécanisme de fluage et de déformation ductile, ainsi que la formation d'icebergs au front d'un glacier se jetant dans la mer.

Figure 2. Champ plus élargi que l'image 1 montrant la confluence, le fluage et l'écoulement ductile de glaciers, côte orientale du Groenland

Champ plus élargi que l'image 1 montrant la confluence, le fluage et l'écoulement ductile de glaciers, côte orientale du Groenland

On voit que ces glaciers se jettent dans un fjord encore presque totalement recouvert par la banquise. Pris dans cette banquise dont l'épaisseur est trop faible pour être visualisée depuis cette altitude, on voit d'énormes icebergs beaucoup plus épais, issus des glaciers voisins.

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Figure 3. Détail de la confluence, du fluage et de l'écoulement ductile de glaciers, côte orientale du Groenland

Détail de la confluence, du fluage et de l'écoulement ductile de glaciers, côte orientale du Groenland

L'écoulement est bien visualisé par les moraines latérales devenant médianes.

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Les images 1 à 3 montrent la confluence de deux glaciers. On voit très bien que le glacier de la droite de l'image est déjà un glacier multiple. Trois belles moraines médianes montrent que ce glacier résulte de la confluence de 4 glaciers élémentaires. Lors de sa rencontre avec le glacier de gauche, le glacier de droite (et ses 3 moraines) voit sa largeur considérablement diminuer et ses moraines médianes se resserrer fortement. Une belle manifestation du fluage et du comportement ductile de la glace !

Comment se fait se changement de géométrie ?

En régime stationnaire, le débit de glace du glacier de droite doit être constant sur une portion de trajet s'il n'y a ni apport (par un nouveau glacier) ni départ (par fonte) de glace. Le débit (en m3/jour) doit donc être identique entre les points A2 et A3, B2 et B3, C2 et C3 de la figure 4. Puisque la largeur de l'écoulement issu du glacier de droite est réduit d'un facteur 4 après le confluent, s'est que l'épaisseur de sa glace a été multipliée par 4, ou que sa vitesse a été multiplié par 4, ou toutes autres combinaisons des 2 facteurs (épaisseur et vitesse multipliées chacune par 2 par exemple).

Figure 4. Position des coupes théoriques illustrées figures 5 et 6

Position des coupes théoriques illustrées figures 5 et 6

 

Figure 5. Coupes théoriques pour 2 glaciers de largeurs et de vitesses « v » identiques mais d'épaisseurs différentes

Coupes théoriques pour 2 glaciers de largeurs et de vitesses « v » identiques mais d'épaisseurs différentes

Série de 3 coupes  : en amont du confluent (en haut), au niveau du confluent (au milieu), après le confluent (en bas).

Le substratum rocheux est représenté en brun ; la glace des 2 glaciers est représentée par 2 nuances de bleu différentes. Les moraines latérales puis médianes sont représentées par des petits rectangles verts. Quand 2 glaciers d'épaisseurs différentes se rencontrent, leur surface est à la même altitude, et c'est la base du glacier mince qui est « suspendue » au-dessus de la base du glacier épais. Quelques centaines de mètres après la confluence, le niveau de base de la glace issue du glacier de droite a rejoint le niveau de base du glacier de gauche. Le débit de glace transportée par le glacier de droite étant constant, l'aval du glacier de droite « a besoin » d'une largeur 2 fois moindre qu'avant la confluence.


Figure 6. Coupes théoriques pour 2 glaciers de largeurs identiques mais d'épaisseurs et de vitesses différentes

Coupes théoriques pour 2 glaciers de largeurs identiques mais d'épaisseurs et de vitesses différentes

Série de 3 coupes  : en amont du confluent (en haut), au niveau du confluent (au milieu), après le confluent (en bas).

Le substratum rocheux est représenté en brun ; la glace des 2 glaciers est représentée par 2 nuances de bleu différentes. Les moraines latérales puis médianes sont représentées par des petits rectangles verts. Quelques centaines de mètres après la confluence, le niveau de base du glacier de droite a rejoint celui du glacier de gauche, et le glacier de gauche, qui a un gros débit, communique sa vitesse à la glace issue du glacier de droite. Si la vitesse et l'épaisseur du glacier de droite sont 2 fois plus faibles que l'épaisseur et la vitesse du glacier de gauche, alors la partie aval du glacier de droite « aura besoin » d'une largeur 4 fois moindre qu'avant la confluence. C'est ce qu'on observe sur les photos 1 à 3.


Les photos 7, puis 8 et 9 montrent deux autres exemples de ce phénomène de fluage associé à la confluence de deux ou plusieurs glaciers. La photo 10 montre un détail du front du glacier des images 8 et 9, avec un iceberg qui s'en détache.

Figure 7. Confluences multiples de glaciers visualisées par leurs moraines, côte orientale du Groenland

Confluences multiples de glaciers visualisées par leurs moraines, côte orientale du Groenland

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Figure 8. Confluence de glaciers, côte orientale du Groenland

Confluence de glaciers, côte orientale du Groenland

Le "cercle" noir en bas correspond au bord du hublot de l'avion.

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Figure 9. Gros plan sur la confluence de deux glaciers, côte orientale du Groenland

Gros plan sur la confluence de deux glaciers, côte orientale du Groenland

Détail de l'image précédente.

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Figure 10. Détail du front du glacier, côte orientale du Groenland

Détail du front du glacier, côte orientale du Groenland

Détail de l'image précédente.

On devine très bien les crevasses du glacier (moitié supérieure de l'image), le front du glacier, et le fond du fjord dans lequel il se jette (moitié inférieure de l'image), fjord recouvert de banquise emprisonnant des icebergs (dont un très vaste).

Vue aérienne prise en juin 2007 de 10 000 m d'altitude.


Observations SIG, glaciers, neige et glaces de mer sur eduterre-usages.