Le recul des glaciers et l'avancée de leur glace

Source - © 2020 Patrick Brun

Figure 1. Le glacier Balmaceda dominant un fjord de la Patagonie chilienne

Avec Google Earth, on peut mesurer divers paramètres de ce glacier. Il mesure environ 600 m de large (au niveau de la limite zone au Soleil et zone à l'ombre), la base du front est à environ 250 m d'altitude, front qui mesure une quarantaine de mètres d'épaisseur. En aval de ce glacier, et sur les côtés de sa langue terminale, le substratum est complètement dépourvu de couvert végétal, que ce soient des arbres ou même des fougères ou des lichens dont on ne voit absolument pas la couleur verte en cet été austral (1^er mars 2020). Toute la zone où la roche est à nu correspond à une zone que le glacier n'a libérée par son retrait que depuis “peu de temps”, quelques dizaines d'années tout au plus. On a là la preuve que le réchauffement climatique global fait reculer les glaciers même dans les endroits les moins pollués du monde, à savoir la Patagonie du Sud.

Localisation par fichier kmz du glacier Balmaceda (Chili).

Quand on visite la Patagonie du Sud, les fjords de la région de Puerto Natales sont un des objectifs possibles. Géologiquement, on voit le travail des glaciers quaternaires des dernières glaciations, qui ont creusé un réseau de fjords aussi développés que leurs homologues scandinaves. Et on peut facilement atteindre en bateau des glaciers atteignant presque la mer, glaciers issus d'un “satellite” du Champ de Glace Sud de Patagonie (cf. Survoler les champs de glace de Patagonie et leurs environs). Les croisières habituelles atteignent deux glaciers distants de 5 km l'un de l'autre : les glaciers Balmaceda et Serrano. Le glacier Balmaceda montre très bien l'effet du retrait glaciaire des dernières dizaines d'années (le réchauffement anthropique qui a vraiment commencé dans les années 1970), retrait en longueur, en largeur et en épaisseur. Le glacier Serrano montre, en plus, le retrait depuis le maximum du Petit Âge Glaciaire (aux environ de 1850). Et ces deux glaciers montrent crevasses, chute d'icebergs… prouvant l'avancée de la glace au sein du glacier. Recul du front, avancée de la glace ! Des climatosceptiques pas très cultivés (pléonasme ?) m'ont signalé cette apparente contradiction lors d'une conférence. Pour démontrer que le recul (ou la stabilité) d'un glacier n'est pas incompatible avec la progression et l'avancée de la glace, nous vous montrerons quelques successions d'images satellites passées en accéléré.

Source - © 2020 Patrick Brun Figure 2. Vue “de face” de la langue terminale du glacier Balmaceda et les roches nues récemment libérées par le recul du glacier
Source - © 2020 Patrick Brun Figure 3. Vue générale sur la langue terminale du glacier Balmaceda et les roches nues récemment libérées par le recul du glacier	Source - © 2020 Patrick Brun Figure 4. Vue sur la langue terminale du glacier Balmaceda et les roches nues récemment libérées par le recul du glacier

La glace d'un glacier de montagne est mise en mouvement sur une pente par la gravité, parfois localement aidé par la poussée de la glace située en amont. Deux mécanismes différents expliquent ce mouvement : (1) la glace peut aller vers le bas en glissant sur le substratum rocheux, d'autant plus facilement que celui-ci est lisse (poli par la glace) et que le contact glace/roche est “lubrifié” par de l'eau de fonte, et (2) la déformation visqueuse et le fluage de la glace, comme une lave riche en silice ou un miel épais. Cette déformation visqueuse n'a lieu qu'au-delà d'une certaine pression (une certaine profondeur dans la glace). En surface, la glace ne flue pas, mais se fracture, ce qui est à l'origine des crevasses, qui peuvent atteindre une cinquantaine de mètres de profondeur.

Source - © 2020 Patrick Brun Figure 5. Crevasses du bord et du front du glacier Balmaceda	Source - © 2020 Patrick Brun Figure 6. Vues rapprochée sur les crevasses du bord et du front du glacier Balmaceda
Source - © 2020 Patrick Brun Figure 7. Vues rapprochée sur les crevasses du front du glacier Balmaceda	Source - © 2021 Google Earth Figure 8. Vue aérienne (datant de 2015) du glacier Balmaceda, Patagonie chilienne L'importance de la surface libérée par son retrait récent est bien visible, que ce soit sur les bords ou en aval du front actuel. Le spectacle du glacier se jetant dans l'eau du fjord avant les années 1970 devait être spectaculaire.

À 5 km au Nord-Est du glacier Balmaceda, un autre glacier, le glacier Serrano, se jette dans un lac et non pas dans la mer. De petits icebergs s'en détachent. La langue glaciaire mesure environ 300 m de largeur (deux fois moins que pour le glacier Balmaceda). Quand elle est verticale, la falaise de glace du front domine le lac d'une trentaine de mètres. Comme ce glacier se jette dans un lac, on ne peut pas voir sa réduction de longueur au cours des dernières décennies. Par contre, une bande de roches totalement dépourvue de verdure (ni fougère, ni lichen…) est visible sur chacune des rives du glacier, ce qui montre sa forte diminution de largeur et d'épaisseur. Le lac, de petite dimension (1200×600 m) n'est qu'à une altitude de 4 m. Il est séparé du fjord par un ancien cordon morainique d'une centaine de mètres de large et d'une dizaine de mètres de hauteur. Cette ancienne moraine est par contre bien végétalisée ; elle date donc d'au moins un siècle. Par analogie avec ce qu'on voit dans les montagnes de l'hémisphère Nord, on peut proposer qu'elle date du dernier maximum du Petit Âge Glaciaire, à savoir des années 1850.

Source - © 2020 Patrick Brun Figure 9. Vue globale sur le glacier Serrano se jetant dans un petit lac (Patagonie, Chili) La langue glaciaire mesure environ 300 m de largeur. Vents et/ou courants ont concentré les icebergs près de la rive du lac ce 1er mars 2020. Localisation par fichier kmz du glacier Serrano (Patagonie, Chili).	Source - © 2020 Patrick Brun Figure 10. Rive gauche du glacier Serrano (Patagonie, Chili) Malgré le contre-jour, on voit bien une zone où a la roche est complètement nue, ce qui montre l'importance de la diminution récente de la largeur et de l'épaisseur de ce glacier.
Source - © 2020 Patrick Brun Figure 11. Front et rive gauche du glacier Serrano (Patagonie, Chili) Malgré le contre-jour, on voit bien une zone où a la roche est complètement nue, ce qui montre l'importance de la diminution récente de la largeur et de l'épaisseur de ce glacier.	Source - © 2020 Patrick Brun Figure 12. Surface crevassée du glacier Serrano (Patagonie, Chili) Ces crevasses sont la manifestation d'une déformation fragile et cassante de la surface du glacier alors que son cœur se déplace vers l'aval par fluage ductile.
Source - © 2020 Patrick Brun Figure 13. Front et surface crevassée du glacier Serrano (Patagonie, Chili) Ces crevasses sont la manifestation d'une déformation fragile et cassante de la surface du glacier alors que son cœur se déplace vers l'aval par fluage ductile.	Source - © 2020 Patrick Brun Figure 14. Vue sur le torrent, émissaire du lac dans lequel se jette le glacier Serrano, qui traverse (après érosion) le cordon morainique datant probablement du XIXe siècle Bien que l'éclairage ne soit pas idéal, on devine de gros blocs à la limite du lac, ce qui est compatible avec la nature morainique de cette bande de terre entre le lac (au premier plan) et la mer plus à l'arrière-plan. La surface du fjord est bien sûr à une altitude de 0 m. La surface du lac, d'après Google Earth, est à une altitude de 4 m.

Source - © 2021 Google Earth Figure 15. Vue aérienne rapprochée de la terminaison du glacier Serrano, du petit lac et du cordon morainique ayant barré la vallée et qui a créé ce lac La forme en fer à cheval de cette ancienne moraine se voit très bien. Cette ancienne moraine est bien végétalisée. On peut proposer qu'elle date du maximum du Petit Âge Glaciaire, aux environs de 1850. En ces années-là, le glacier devait “remplir” tout l'intérieur de ce fer à cheval. Le retrait ”récent” se voit bien à gauche du lac, en aval du glacier.

Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 16. Habillage de la photo précédente avec la langue terminale du glacier telle qu'elle pouvait être dans les années 1850, lors du maximum du Petit Âge Glaciaire

Source - © 2021 Google Earth Figure 17. Vue aérienne plus éloignée de la terminaison du glacier Serrano, du petit lac et du cordon morainique ayant barré la vallée et qui a créé ce lac La forme en fer à cheval de cette ancienne moraine se voit très bien. Cette ancienne moraine est bien végétalisée. On peut proposer qu'elle date du maximum du Petit Âge Glaciaire, aux environs de 1850. En ces années-là, le glacier devait “remplir” tout l'intérieur de ce fer à cheval.

Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 18. Habillage de la photo précédente avec la langue terminale du glacier telle qu'elle pouvait être dans les années 1850, lors du maximum du Petit Âge Glaciaire La morphologie de ce “glacier reconstitué” est typique des glaciers de piémont.

Source - © 2021 Google Earth Figure 19. Vue avec recul montrant les glaciers Balmaceda (à gauche) et Serrano (à droite), Patagonie, Chili Au fond à gauche, la terminaison Sud du Champ de Glace Sud de Patagonie (cf. Survoler les champs de glace de Patagonie et leurs environs).

Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 20. Vue satellite de la Patagonie du Sud, avec le Chili à gauche et l'Argentine à droite La punaise jaune localise les glaciers Balmaceda et Serrano, au Sud du Champ de Glace Sud de Patagonie. Le réseau de fjords creusé par les glaciers quaternaires au cours des dernières glaciations est particulièrement visible. Le Détroit de Magellan et le Cap Horn (point rouge en bas à droite) sont bien visibles.

Ce rapide recul actuel des glaciers se voit très bien aujourd'hui dans le paysage et il faut être aveugle comme un (ancien) président des USA pour le nier. Les avancées et les reculs des siècles précédents se lisent dans le paysage si on a un œil averti, se déduisent de documents historiques si on aime les vieux textes… Mais ces va-et-vient du front des glaciers ne doivent pas faire oublier que leur principal mouvement, c'est un écoulement vers l'aval, avec une vitesse en général comprise entre 100 et 200 m/an (soit un peu plus de 1 à 2 cm/h) pour les glaciers de montagne. Quand on est au bord ou au front d'un glacier et qu'on le voit immobile et fracturé, il n'est pas évident que ce glacier “coule” vers le bas de la vallée. Cela n'a été démontré et quantifié formellement qu'au début du XIX^e siècle par des mesures directes ou parce qu'on retrouvait en aval des objets (ou des cadavres) perdus en amont et retrouvé en aval quelques dizaines d'années plus tard. Il y a eu le même problème, une fois que la sismologie a démontré en 1889 que le manteau était solide, pour faire accepter que le manteau solide puisse se déformer et les continents dériver, malgré les nombreux indices présentés par Wegener.

Pour démontrer de façon visuelle qu'un solide peut se déformer, que ce soit de la péridotite ou de la glace, rien de tel que de visualiser le mouvement d'un glacier. On trouve maintenant sur le web des images animées (format GIF) et des petits films où sont passées, en accéléré, des photographies de glaciers prises à intervalles réguliers. Nous vous présentons des animations faites à partir d'images satellites de deux régions : le Karakoram (au Nord-Ouest de la chaine himalayenne) et le Sud de l'Alaska.

Source - © 2005 Guilhem Vellut from Paris – CC-BY-SA-2.0 Figure 21. Vue aérienne du glacier du Baltoro, un des plus grands glaciers de montagne du monde (62 km), dans le Karakoram pakistanais Ce glacier s'écoule d'Est en Ouest. Les deux figures suivantes montrent des images satellites animées de ce glacier. Localisation par fichier kmz du glacier du Baltoro (Pakistan).

Source - © 2002 NASA/JPL-Caltech/USGS/Earth Observatory Figure 22. Image animée de la partie centrale du glacier du Baltoro (Karakoram, Pakistan) Le Nord est en haut. Cette image animée est obtenue par passage en accéléré d'images des satellites Landsat 5 et 7 prises entre les années 1991 et 2002. Version 1041×694 pixels de l'animation du glacier Baltoro.

Source - © 2015 F. Paul, The Cryosphere et sur ESA Figure 23. Image animée de la quasi-totalité du glacier du Baltoro (Karakoram, Pakistan) Le Nord est en haut. Cette image animée est obtenue par passage en accéléré d'images des satellites Landsat 5, 7 et 8, prises entre les années 1990 à 2015. Supplément de l'article de F. Paul avec plusieurs animations. Version 1024×576 pixels de l'animation du glacier Baltoro.

Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 24. Vue aérienne du Karakoram central Les “rectangles” orange et rouge localisent respectivement les champs des figures 22 et 23. Le “rectangle” bleu localise le champ de la figure suivante (25). L'astérisque violet situe le K2, le deuxième plus haut sommet du monde (8 611 m).

Source - © 2015 F. Paul, The Cryosphere et sur ESA Figure 25. Image animée de la quasi-totalité du glacier Panmah dans le Karakoram, glacier voisin du Baltoro Le Nord est en haut. Cette image animée est obtenue par passage en accéléré d'images des satellites Landsat 5, 7 et 8, prises entre les années 1990 à 2015. Le champ de cette image correspond au ”rectangle” bleu de la figure précédente. Supplément de l'article de F. Paul avec plusieurs animations. Version 1024×576 pixels de l'animation du glacier Panmah. Localisation par fichier kmz du glacier Panmah (Pakistan).

Source - © 2018 D'après NASA et Dehecq et al., Nature Geoscience Figure 26. Vitesse d'écoulement de glaciers mesurée d'après des images satellite (Landsat 5 et 7) Ici, une carte montrant la vitesse des principaux glaciers du Karakoram. Les rectangles orange, rouge et bleu localisent respectivement les figures 22, 23 et 25.

Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 27. Localisation du Karakoram, à l'extrême Nord-Ouest de l'Himalaya, au niveau des frontières (contestées) sino-indo-pakistanaises

Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 28. Vue aérienne de la côte Sud de l'Alaska Les petites punaises rouge et verte localisent respectivement les glaciers Malaspina (figure 29) et Grand Plateau (figure 30).
Source - © 2019 NASA, Earth Observatory Figure 29. Image animée du glacier Malaspina en Alaska Cette image animée est obtenue par passage en accéléré d'images des satellites Landsat 5 et 8, prises entre les années 1986 à 2003. On peut noter que ce glacier Malaspina est un des plus typiques des glaciers de piémont. La convergence (à la taille près) avec la figure 18 est saisissante. Localisation par fichier kmz du glacier Malaspina, Alaska.	Source - © 2019 NASA-Matt Radcliff sur USGS Figure 30. Image animée du glacier du Grand Plateau en Alaska Cette image animée est obtenue par passage en accéléré d'images des satellites Landsat, prises entre les années 1972 à 2019. Cette image résume à elle seule les deux sujets de cet article : (1) l'écoulement du glacier et l'avancée de la glace, et (2) le recul du front du glacier bien visible en haut à gauche de l'animation. Version 960×540 pixels de l'animation du glacier du Grand Plateau. Localisation par fichier kmz du glacier du Grand Plateau, Alaska.
Source - © 2021 D'après Google Earth Figure 31. Localisation, en Amérique du Nord, des glaciers de la côte Sud de l'Alaska

Sur le web, on peut trouver des petites vidéos filmées du sol montrant cet écoulement des glaciers. Voici une adresse à titre d'exemple sur YouTube : Exit Glacier Timelapse.

Planet-Terre a déjà abordé ce thème du recul actuel des glaciers, par exemple, dans Moraine latérale d'un glacier alpin, La disparition d'un glacier alpin : l'ex glacier des Prés les Fonts, le Monêtier-les-Bains (Hautes Alpes), ou encore La Mer de Glace : grandeur (et décadence ?) d'un glacier alpin.