Mots clés : glacier, glace, neige, compaction, strate annuelle, stratification, litage, ravine, ravinement, fonte des glaces, érosion

Strates annuelles dans un glacier

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire des Sciences de la Terre

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

18/09/2006

Résumé

Le glacier de la Chiaupe (Macot-La-Plagne, Savoie) : strates annuelles d'accumulation de la neige.


Figure 1. Strates annuelles dans le glacier de la Chiaupe (Savoie)


La semaine dernière, nous vous avons présenté un site géologique en banlieue parisienne, pour montrer qu'on peut faire de la géologie absolument partout. Pour les quelques semaines qui suivent, nous allons vous montrer des photos prises pendant ces vacances 2006, en Savoie, en Italie du nord … Vacances et géologie ne sont non seulement pas incompatibles, mais en fait peuvent souvent aller de paire.

Le glacier de la Chiaupe se trouve au-dessus de La Plagne (73), très facilement accessible par une télécabine. Une grotte de glace y est creusée et taillée pour que les touristes pénètrent à l'intérieur du glacier. La photo 1 est prise à l'entrée de cette galerie, qui tourne sur la gauche 5 mètres plus loin. La galerie mesure environ 2,2 m de hauteur. La glace tout près de l'entrée est éclairée directement par la lumière du jour ; elle paraît blanche. Plus loin de l'entrée, la glace est éclairée par transparence par la lumière extérieure qui traverse la couche de glace ; elle prend alors cette splendide couleur bleue. La bande noire du bas correspond au tapis sur lequel marchent les visiteurs. Le gros caillou au centre de la photo mesure environ 40 cm de long.

Ce glacier et sa grotte permettent plusieurs observations intéressantes.

Chaque niveau sombre que l'on voit à l'intérieur de la glace (photos 1 et 3) ou en surface du glacier (photos 3, 4, 5 et 6) correspond à un lits de graviers, cailloux et blocs. Les lits clairs correspondent à de la glace pure. La glace d'un glacier provient de la compaction et de la transformation en glace des couches de neige successives, neige tombée en hiver et non fondue en été. En amont du glacier, pendant la saison froide, la neige s'accumule. Peu de débris tombent sur cette neige d'hiver, car le froid et la glace renforcent la solidité des parois rocheuses. En été, la surface de cette neige fond, ce qui concentre la faible quantité d'impuretés qu'elle comprenait, et la couche de neige en voie de fonte superficielle reçoit beaucoup d'éboulements favorisés par le dégel. Fonte, concentration des débris et éboulements cessent avec le retour de la saison froide. La grotte permet donc de voir que le glacier est constitué d'un empilement de couches « annuelles » d'épaisseur moyenne de 50 cm. La neige ayant une masse volumique moyenne d'environ 0,1 g.cm-3, ces 50 cm de glace correspondent à la transformation d'environ 5 m de neige. On pourrait donc proposer qu'au sommet du glacier de la Chiaupe il tombe en hiver 5 m de neige de plus qu'il n'en fond en été. Ce raisonnement basique doit être nuancé par le possible fluage de la glace entre la partie amont (accumulation de la neige et transformation en glace) et l'aval ; fluage qui a pu amincir (par étirement) ou épaissir (par accumulation) la couche de glace.

Les lignes sombres que l'on voit à la surface du glacier correspondent donc à l'intersection entre les couches de débris et la surface de fonte du glacier. La géométrie de ces intersections n'est pas représentative d'un glacier à l'équilibre car le glacier de la Chiaupe est en forte régression. Depuis 50 ans, il a perdu plus de 200 m en extension horizontale et plus de 40 m d'épaisseur (dont au moins 10 m depuis le début de la canicule de 2003). La géométrie des couches que l'on voit est donc représentative d'une géométrie normalement interne et non d'une géométrie superficielle.


La photo 2 montre une sculpture de glace éclairée par transparence, ce qui permet de voir la structure interne d'une couche de glace annuelle. On y devine un fin litage, chacun des lits correspondant à une chute de neige.

Figure 3. Entrée de la grotte, vue 3D des strates de glace, glacier de la Chiaupe


Figure 4. Entrée de la grotte et stratification externe, glacier de la Chiaupe


Les photos 3 et 4 montrent deux vues de l'entrée de la grottes et de la stratification « externe » du glacier. La photo 3 permet bien de voir le raccord entre les géométries interne et externe des couches annuelles. La partie gauche de la photo 4, comprenant environ 25 niveaux sombres, correspond à 25 ans d'accumulation de neige. Comme il y a encore une centaine de couches au-dessus, cela signifie que la grotte a été taillée dans de la glace formée d'une neige tombée dans les années 1875.

Figure 5. Vue générale du front du glacier de la Chiaupe, 1er août 2006


La photo 5 montre une vue générale du glacier le 1er août 2006. Il y a 30 ans, le front du glacier dépassait le bord droit de la photo. La flèche rouge indique la position de la cabane et de la grotte de glace. La flèche jaune montre la ravine de ruissellement dont la photo 6 montre un détail.

Figure 6. Ravine de ruissellement, glacier de la Chiaupe


La photo 6 montre une figure d'érosion par ravinement-fonte. Cette photo a été prise à la fin de la canicule de juillet 2006. Pendant cette petite canicule, la surface du glacier a beaucoup fondu. L'eau de fonte, en général, ruisselle assez peu car elle s'infiltre rapidement par des crevasses. Quand il n'y a pas de crevasse, l'eau ruisselle et creuse un véritable ravin qui permet aussi de voir la géométrie en 3D des couches de glace.

Figure 7. Cadre du glacier de la Chiaupe


La photo 7 montre le cadre du site du glacier de la Chiaupe.

La photo 8 (source : Google Earth) montre le site de ce glacier par rapport à Bourg-Saint-Maurice et à la station de La Plagne (écrite avec une faute d'orthographe sur Google Earth)

Figure 8. Localisation du glacier de la Chiaupe (Savoie)


Mots clés : glacier, glace, neige, compaction, strate annuelle, stratification, litage, ravine, ravinement, fonte des glaces, érosion