Article | 22/09/2021

Un aperçu géologique des cascades d'Islande – 1/2 : franchissement de coulées mises en relief

22/09/2021

Matthias Schultz

Professeur de SVT, Lycée H. de Chardonnet, Chalon-sur-Saône

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Résumé

Cascades islandaises dues au franchissement par un cours d'eau d'une couche résistante, généralement une coulée de lave massive.


Cascade de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 1. Cascade de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

Les petits cours d'eau de fonte du glacier Eyjafjallajökull descendent le plateau volcanique, terminant par une falaise haute d'environ 60 m, avant de serpenter dans le sandur très plat qui les sépare de l'océan, quelques kilomètres au Sud.


L'Islande est une destination incontournable pour les amateurs de géologie. Elle a d'ailleurs fait l'objet de nombreux articles sur Planet-Terre (voir les Compléments).

Sa position à la rencontre de la dorsale médio-atlantique et d'un point chaud profondément enraciné dans le manteau explique son exceptionnelle activité tectonique, magmatique et géothermique. Des dizaines d'éruptions ont été ainsi documentées au cours des temps historiques (dont celle qui se poursuit depuis quelques mois au moment où j'écris ces lignes en juin 2021 au niveau du Fagradalsfjall, dans la péninsule de Reykjanes, faisant le bonheur des amateurs d'images spectaculaires), et 99,9 % de la surface de l'ile est recouverte par des roches volcaniques variées. Le climat froid de l'Islande, son isolement au milieu de l'Atlantique Nord, sa faible densité de population, en font un paradis volcanologique préservé, d'autant que la végétation y est rare sinon absente (une caractéristique toutefois largement héritée de la dégradation des forêts primitives et des sols par la surexploitation – surpâturage notamment – depuis la colonisation de l'ile par les Vikings).

Par ailleurs, la proximité avec le cercle polaire arctique permet des phénomènes glaciaires d'une ampleur inégalée en Europe, qu'il s'agisse des glaciers actuels (hélas ici comme ailleurs menacés par le réchauffement climatique) ou des traces évidentes laissées par leur extension considérable lors des périodes glaciaires ayant précédé l'Holocène. Ainsi, pour ne citer qu'un exemple, le Vatnajökull, d'une superficie de 8 300 km2 (comparable à la Corse !) est la deuxième plus vaste calotte glaciaire d'Europe après l'Austfonna au Svalbard (anciennement connu sous le nom de Spitzberg) ; et l'ensemble de la région, sur plus de 15 000 km2 (soit 15 % du territoire islandais), est protégé par un parc national, ce qui en fait le plus grand parc national d'Europe.

La dépendance des Islandais à un environnement à la fois rude et fragile a beaucoup fait pour le développement d'une conscience écologique forte dans le pays ; ainsi les paysages et curiosités naturelles sont très bien mises en valeur et protégées. Cela ne va pas cependant sans une certaine tension avec le développement massif du tourisme depuis la fin des années 2000, manne bienvenue après la crise financière de 2008-2010, mais aussi risque pour l'écologie et le mode de vie islandais : la comparaison des 2,2 millions de visiteurs en 2017 par rapport aux 350 000 habitants permanents de l'ile est frappante !

Dans cet article, nous allons nous livrer à un aperçu d'un des aspects de l'Islande apprécié des touristes : sa richesse en cascades toutes plus spectaculaires les unes que les autres. Ce sera prétexte à aborder divers points de géologie.

Le climat de l'Islande est assez arrosé, de type océanique froid dans le Sud et sur les côtes, et de toundra dans les hautes terres. L'infiltration est limitée dans les roches volcaniques peu perméables. Les eaux de ruissellement sont de ce fait assez abondantes, surtout en fin de journée en été, quand la fonte des glaces est maximale. De nombreux cours d'eau sont donc présents dans toute l'ile, et chaque saut topographique est l'occasion de voir apparaitre des rapides et des chutes d'eau. Or l'Islande est largement couverte de coulées basaltiques (notamment à l'Est et à l'Ouest du pays, c'est-à-dire de part et d'autre de l'axe du rift actuel, où le paysage est dominé par des plateaux formés d'importants empilements de coulées très fluides datant du Miocène au Pliocène).

De très nombreuses cascades représentent ainsi le franchissement d'une ou plusieurs coulées de laves horizontales, avant le retour du cours d'eau à un lit faiblement penté entaillant à peine une surface de coulée. Cependant, notons que les formations plus meubles (couches de cendres, hyaloclastites, ou encore roches ayant subi une altération hydrothermale, par exemple) auront davantage tendance à être creusées par des canyons à pente régulière limitant les chutes d'eau.

Seljalandsfoss et Skogafoss

Les élégantes cascades de Seljalandsfoss (figures 1 à 4) et Skogafoss (figures 9 à 12), sur la côte Sud du pays, sont typiques de cette situation d'une rivière dévalant d'une coulée résistante à l'érosion. Leur position est relativement similaire : issus des eaux de fonte du glacier Eyjafjallajökull (figure 13), leurs cours d'eau descendent du plateau volcanique du Sud de l'Islande et franchissent, sur une hauteur d'environ 60 m, un dernier ressaut avant un trajet sinueux dans la plaine qui s'étend depuis cette falaise jusqu'à l'océan, quelques kilomètres au Sud.

Ces vastes plaines côtières où on distingue mal la limite entre terre et mer sont des sandar (singulier sandur, ici en l'occurrence le Skogasandur, figures 4, 12, 14, 15, 16, et 22), terme islandais entré dans le langage des géographes. Il s'agit d'épandages de cendres, de boues, de sables, de graviers et de blocs d'origine fluvio-glaciaire. Sur les sommets avoisinants, la présence de vastes glaciers (ici l'Eyjafjallajökull, célèbre pour l'éruption sous-glaciaire de 2010 ayant perturbé le trafic aérien européen, figure 13 ; et plus à l'Est le Mýrdalsjökull, dont les langues glaciaires descendent jusque dans les sandar) est la source d'une grande quantité de limons et de matériaux de tailles diverses. Ces matériaux sont ensuite remobilisés par les eaux de fonte qui forment des torrents anastomosés dans la plaine littorale. De plus, les éruptions volcaniques se déroulant sous les glaciers provoquent plusieurs fois par siècle des inondations glaciaires de grande ampleur appelées jökulhlaups, qui mobilisent d'énormes volumes de matériaux et remodèlent les sandar. Ainsi la falaise franchie par les chutes de Seljalandsfoss et Skogafoss peut s'interpréter comme une trace laissée en surplomb par l'érosion des jökulhlaups avant leur déversement en mer ; mais il s'agit essentiellement d'une ancienne falaise littorale aujourd'hui ennoyée dans les dépôts sédimentaires fluvio-volcano-glaciaires, l'élargissement du sandar repoussant peu à peu le trait de côte vers le Sud. De plus, le rebond isostatique depuis la dernière glaciation a sans doute contribué à rehausser cette falaise.

À Seljalandsfoss, la falaise elle-même est constituée d'un sous-bassement de hyaloclastites (brèches de verre volcanique mises en place sous l'eau, sous la mer, sous un lac ou plus probablement ici lors d'une éruption sous-glaciaire), d'un niveau intermédiaire de tillites (ancienne moraine consolidée), puis d'une coulée de lave basaltique massive, connue sous le nom de Hamragarðahraun. Les couches de tillites et hyaloclastites sont plus érodables que la coulée qui les chapeaute. Elles forment d'ailleurs des pentes douces couvertes de mousses vert tendre en d'autres points du secteur, et sont surcreusées derrière la cascade en une petite cavité naturelle qui peut se visiter.

La protection contre l'érosion apportée par la coulée sommitale massive et dure explique donc sans doute l'existence de la falaise.

À Skogafoss, la falaise semble avoir une résistance plus homogène à l'érosion. Une observation rapprochée met pourtant là aussi en évidence un empilement de couches horizontales diverses : coulées basaltiques massives et éjectas volcaniques soudés, principalement. L'ascension jusqu'au sommet de Skogafoss (facilitée par un escalier aménagé depuis quelques années) permet de remonter la rivière sur plusieurs kilomètres en direction du col de Fimmvörðuháls. On observe alors une série de ressauts de moindre ampleur, à chaque franchissement de coulée résistante mise en relief par l'érosion. Le cours d'eau est assez large (25 m au niveau de la chute de Skogafoss) et peu profond, montrant une faible incision de ces couches volcaniques dures par la rivière entre deux chutes d'eau.

En amont de Seljalandsfoss de petits cours d'eau serpentent également sur le plateau, certains franchissant la falaise en cascades secondaires à l'Ouest de Seljalandsfoss. L'une d'elle, Gljúfrabúi (figures 5 à 8), mérite le détour par sa situation originale : elle se jette du plateau au niveau d'une cavité en retrait d'une dizaine de mètres dans la falaise principale, d'où le ruisseau ressort par une étroite fissure permettant à peine le passage d'un homme. Faute de profondeur de champ, les photos peinent à rendre la beauté étrange de cette petite chute.

Pour conclure, comme nous sommes en Islande, il y a bien sûr des légendes associées à ces cascades. Ainsi on raconte que le viking Þrasi Þórólfsson aurait caché un coffre contenant un trésor derrière la chute de Skogafoss. Des hommes tentèrent de s'en emparer quelques années plus tard, mais la poignée du coffre céda, et les voleurs ne repartirent qu'avec ce maigre butin. La poignée est aujourd'hui exposée au musée de Skógar.

Cascade de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 2. Cascade de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

On distingue la chute principale et plusieurs filets d'eau secondaires plus à l'Ouest. La falaise est armée par une coulée de lave massive (Hamragarðahraun) qui chapeaute et abrite de l'érosion des couches horizontales plus fragiles de tillites (d'ailleurs un peu surcreusées derrière la cascade) et puis de hyaloclastites. Les visiteurs en manteau rouge vif juste à gauche de la cascade principale donnent l'échelle de cette petite cavité et de la chute d'eau.


Vue rapprochée de la chute principale de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 3. Vue rapprochée de la chute principale de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

La falaise est armée par une coulée de lave massive (Hamragarðahraun)  dans le détail on observe au moins deux coulées successives séparées par un niveau de cendres grises aux fines stratifications observables sur la gauche de la photo – qui chapeaute et abrite de l'érosion des couches horizontales plus fragiles de tillites (d'ailleurs surcreusées en une petite cavité derrière la cascade) et puis de hyaloclastites.


Vue depuis l'arrière de la chute principale de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 4. Vue depuis l'arrière de la chute principale de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

La petite cavité derrière la cascade est creusée dans des tillites plus friables, surmontées par des coulées de lave massives (Hamragarðahraun) qui les abritent de l'érosion. On observe à l’horizon la vaste étendue plate du sandur dans lequel serpentent des cours d’eau anastomosés jusqu’à la mer, quelques kilomètres au Sud (c’est-à-dire à gauche sur cette photo).


La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 5. La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

Le filet d'eau emprunte une fissure étroite dans la falaise principale, avant de rejoindre le sandur puis l'océan. Les visiteurs donnent l'échelle.


La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 6. La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

Le filet d'eau emprunte une fissure étroite dans la falaise principale, avant de rejoindre le sandur puis l'océan.


La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 7. La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

Le filet d'eau emprunte une fissure étroite dans la falaise principale, avant de rejoindre le sandur puis l'océan.


La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande

Figure 8. La petite chute secondaire de Gljúfrabúi, à l'Ouest de Seljalandsfoss, Sud de l'Islande.

Le filet d'eau emprunte une fissure étroite dans la falaise principale, avant de rejoindre le sandur puis l'océan.


La chute de Skogafoss, Sud de l'Islande

Figure 9. La chute de Skogafoss, Sud de l'Islande.

La rivière issue des eaux de fonte du glacier Eyjafjallajökull descend le plateau volcanique en de multiples rapides et petites chutes. Elle franchit la dernière falaise en une cascade de haute d'environ 60 m et large de 25 m, avant de serpenter dans le sandur très plat qui la sépare de l'océan, quelques kilomètres au Sud. Les nombreux visiteurs et les inévitables moutons islandais donnent l'échelle.

On distingue en haut à droite de l'image la plateforme d'observation récemment aménagée, point de départ d'un itinéraire de randonnée vers le col de Fimmvörðuháls.


Vue depuis la plateforme d'observation au sommet de la chute de Skogafoss, Sud de l'Islande

Figure 10. Vue depuis la plateforme d'observation au sommet de la chute de Skogafoss, Sud de l'Islande.

La rivière issue des eaux de fonte du glacier Eyjafjallajökull descend le plateau volcanique en de multiples rapides et petites chutes. Elle franchit la dernière falaise en une cascade de haute d'environ 60 m et large de 25 m, avant de serpenter dans le sandur très plat qui la sépare de l'océan, quelques kilomètres au Sud.

La falaise elle-même est stratifiée, avec des alternances de niveaux de pyroclastiques tendres et de coulées massives, la coulée pouvant elle-même présenter 2 à 3 niveaux, cf. fig 2 de Sill et coulée dans le Parc National de Yellowstone, USA. Les oiseaux de mer donnent l'échelle.

On observe dans la falaise des empilements de coulées de lave et d'éjectas indurés.


Le cours de la rivière en amont de la chute de Skogafoss, Sud de l'Islande

Figure 11. Le cours de la rivière en amont de la chute de Skogafoss, Sud de l'Islande.

La rivière issue des eaux de fonte du glacier Eyjafjallajökull descend le plateau volcanique en de multiples rapides et petites chutes correspondant chacune à chaque niveau plus dur mis en relief par l'érosion (coulées horizontales superposées).


Le cours de la rivière en aval de la chute de Skogafoss, Sud de l'Islande

Figure 12. Le cours de la rivière en aval de la chute de Skogafoss, Sud de l'Islande.

Après avoir franchi cette ultime falaise (dont un prolongement est visible sur la droite de l'image) du plateau volcanique coiffé par le glacier Eyjafjallajökull, la rivière serpente dans le Skogasandur très plat qui la sépare de l'océan, à peine discernable à l'horizon, quelques kilomètres au Sud. Visiteurs, moutons, véhicules et bâtiments agricoles donnent l'échelle.


Le glacier Eyjafjallajökull dans les nuages vu depuis la route circulaire au Sud de l'Islande

Figure 13. Le glacier Eyjafjallajökull dans les nuages vu depuis la route circulaire au Sud de l'Islande.

Les eaux de fonte de ce glacier alimentent de nombreux cours d'eau (l'un d'entre eux est d'ailleurs visible au centre de l'image) qui descendent du plateau volcanique vers l'océan au Sud (soit derrière le photographe ici), en passant par le Skogasandur, plaine d'épandage littorale volcano-glacio-fluviatile. Notez les coulées basaltiques horizontales superposées, bien visibles à gauche de l'image notamment, qui donnent lieu aux ressauts empruntés par les cascades.


Le Skogasandur, vaste plaine d'épandage volcano-glacio-fluviatile littorale du Sud de l'Islande

Figure 14. Le Skogasandur, vaste plaine d'épandage volcano-glacio-fluviatile littorale du Sud de l'Islande.

On distingue l'océan à l'horizon au Sud-Ouest, ainsi que les iles Vestmann, archipel distant d'une dizaine de kilomètres de la côte de l'ile principale.


Le Skogasandur, vaste plaine d'épandage littorale volcano-glacio-fluviatile du Sud de l'Islande

Figure 15. Le Skogasandur, vaste plaine d'épandage littorale volcano-glacio-fluviatile du Sud de l'Islande.

Le trait de côte est indistinct, mais on observe les iles Vestmann à l'horizon Sud-Ouest, archipel distant d'une dizaine de kilomètres du littoral de l'ile principale.


Le Skogasandur, vaste plaine d'épandage littorale volcano-glacio-fluviatile littorale du Sud de l'Islande

Figure 16. Le Skogasandur, vaste plaine d'épandage littorale volcano-glacio-fluviatile littorale du Sud de l'Islande.

Au premier plan, l'estuaire Markarfljót qui sinue dans le sandur ; en arrière plan, c'est-à-dire au Nord-Est ici, le plateau volcanique d'où descendent les cascades de Seljalandsfoss bien visibles ici.


Svartifoss, la « chute noire » et quelques autres cascades du Sud-Est islandais

D'innombrables autres cascades islandaises occupent des positions similaires à Skogafoss et Seljalandsfoss, au niveau de ressauts formés par des coulées horizontales superposées, par exemple dans les fjords de l'Est du pays (figures 17 à 19).

Il serait fastidieux de les aborder toutes ; admirons simplement la « chute noire » Svartifoss (figures 20 à 22), à Skaftafell, dans le parc national de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande. Ici ce sont les eaux de fonte de l'immense calotte glaciaire Vatnajökull (plus précisément de sa partie la plus méridionale, l'Öræfajökull) qui alimentent les cours d'eau. Ils rejoignent ici encore l'océan après avoir serpenté sur 20 à 30 km à travers un immense sandur, le Skeiðarásandur, probablement le plus grand au monde avec sa surface de 1 300 km2.

Mentionnons que ce sandur fut marqué par la plus importante éruption recensée depuis la colonisation de l'ile par les Vikings : celle de l'Öræfajökull en juin 1362. Nuées ardentes, dépôts de cendres et jökulhlaups causèrent tant de dégâts et de morts que la région fut abandonnée et prit dès lors le nom d'öræfi, « terres désolées ».

Bien plus tard, ce secteur inhospitalier sera la dernière portion de la route circulaire à être aménagée en 1974.

Il fut à nouveau le théâtre d'un impressionnant jökulhlaup en 1996, lors de l'éruption du Grímsvötn sous les glaces du Vatnajökull. Le débit maximal de cet épisode de débâcle glaciaire, qui emporta les ponts et d'autres portions de la route circulaire, est estimé entre 45 000 et 50 00 m3/s (à comparer aux 200 à 400 m3/s du débit ordinaire du principal fleuve du secteur, le Skeiðará). On évalue à 12,8 millions de m3 le volume de sédiments déposés pendant cet événement unique (représentant en certains points une épaisseur de plus de dix mètres accumulée en une fois).

En dehors de ce contexte sinistre, la particularité de Svartifoss est de franchir une coulée de lave présentant une jolie prismation régulière. Ces orgues basaltiques noirs lui ont d'ailleurs donné son nom.

Notons cependant que dans ce secteur du Sud-Est islandais, les langues glaciaires descendent fréquemment dans le sandur (figure 23) et presque jusqu'à la mer (figures 24 à 27), limitant de facto l'existence de cascades.

Un exemple parmi tant d'autres de cascades dans les fjords de l'Est de l'Islande

Figure 17. Un exemple parmi tant d'autres de cascades dans les fjords de l'Est de l'Islande.

Chaque coulée horizontale est l'occasion d'un nouveau saut des cours d'eau descendant vers l'océan. Entre deux sauts, l'incision est modérée, les ruisseaux serpentent à la surface des coulées.


Un exemple parmi tant d'autres de cascades dans les fjords de l'Est de l'Islande

Figure 18. Un exemple parmi tant d'autres de cascades dans les fjords de l'Est de l'Islande.

Chaque coulée horizontale est l'occasion d'un nouveau saut des cours d'eau descendant vers l'océan. Entre deux sauts, l'incision est modérée, les ruisseaux serpentent à la surface des coulées. On peut noter la ressemblance de ces paysages islandais à coulées superposées avec les très célèbres trapps du Deccan ou de Sibérie.


Systrafoss, une petite cascade double à Klaustur, au Sud de l'Islande

Hundafoss, une petite chute dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande

Figure 20. Hundafoss, une petite chute dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande.

Notez la végétation de bouleaux et saules nains inhabituellement haute pour le secteur.


Svartifoss, une petite chute franchissant une coulée joliment prismée à Skaftafell, dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande

Figure 21. Svartifoss, une petite chute franchissant une coulée joliment prismée à Skaftafell, dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande.

Notez la végétation de bouleaux et saules nains inhabituellement haute pour le secteur.


Svartifoss, une petite chute franchissant une coulée joliment prismée à Skaftafell, dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande

Figure 22. Svartifoss, une petite chute franchissant une coulée joliment prismée à Skaftafell, dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande.

Notez la végétation de bouleaux et saules nains inhabituellement haute pour le secteur. Les orgues basaltiques sombres ont donné son nom à cette « chute noire ». Certains sont observables, brisés, dans le lit du ruisseau au premier plan.


Anciennes bergeries restaurées de Sel, non loin de Svartifoss, à Skaftafell, dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande

Figure 23. Anciennes bergeries restaurées de Sel, non loin de Svartifoss, à Skaftafell, dans le parc de Vatnajökull, au Sud-Est de l'Islande.

On distingue au loin à droite une avancée du plateau volcanique ainsi qu'une colossale langue glaciaire issue de la calotte du Vatnajökull et atteignant directement le sandur. Celui-ci, le Skeiðarásandur, se prolonge sur 20 à 30 km jusqu'à l'océan au Sud (sur la gauche de cette image). Il s'agit probablement du plus grand au monde.


Autre langue glaciaire issue de la calotte du Vatnajökull atteignant quasiment l'immense Skeiðarásandur au Sud-Est de l'Islande

Figure 24. Autre langue glaciaire issue de la calotte du Vatnajökull atteignant quasiment l'immense Skeiðarásandur au Sud-Est de l'Islande.

Les eaux de fonte sinueront dans cette vaste plaine littorale jusqu'à l'océan au Sud (derrière le photographe).


Autres langues glaciaires issues de la calotte du Vatnajökull atteignant l'immense Skeiðarásandur au Sud-Est de l'Islande

Figure 25. Autres langues glaciaires issues de la calotte du Vatnajökull atteignant l'immense Skeiðarásandur au Sud-Est de l'Islande.

Les eaux de fonte sinueront dans cette vaste plaine littorale jusqu'à l'océan au sud (derrière le photographe).


Autres langues glaciaires issues de la calotte du Vatnajökull se jetant dans une lagune glaciaire au sud-Est de l'Islande

Figure 26. Autres langues glaciaires issues de la calotte du Vatnajökull se jetant dans une lagune glaciaire au sud-Est de l'Islande.

Cette calotte ne s'est développée que récemment, suite au retrait du glacier. Les eaux de fonte s'échapperont ensuite jusqu'à l'océan au Sud (derrière le photographe). Les visiteurs donnent l'échelle.


Panorama de la célèbre lagune glaciaire de Jökulsárlón, haut lieu touristique du Sud-Est de l'Islande

Figure 27. Panorama de la célèbre lagune glaciaire de Jökulsárlón, haut lieu touristique du Sud-Est de l'Islande.

Plusieurs langues glaciaires issues de la calotte du Vatnajökull, qu'on aperçoit dans les nuages en fond, se jettent dans cette lagune glaciaire, développée depuis les années 1930 suite au retrait du glacier. La photo est prise depuis un cordon morainique abandonné lors de ce retrait lié à des changements climatiques. Les eaux de fonte s'échapperont ensuite jusqu'à l'océan au Sud (à gauche de l'image ici). De très nombreux touristes viennent admirer les glaciers, le vêlage des icebergs dans la lagune, les phoques et les oiseaux de mer qui jouent entre les blocs de glaces bleutés ou striés de cendres (marqueurs stratigraphiques d'éruptions historiques ayant saupoudré le glacier)…


Outre la descente directe des glaciers jusqu'à la côte, une autre occasion manquée de générer une cascade se produit lorsque les roches sont moins résistantes à l'érosion, permettant une incision plus marquée et homogène des cours d'eau dans le substratum. C'est par exemple ce qui s'est produit au niveau de Fjaðrárgljúfur (figures 28 et 29), près de Klaustur, également dans le Sud de l'Islande. La rivière y a creusé un canyon long d'environ 2 km pour 100 m de profondeur dans des palagonites datées de 2 Ma. Le creusement a probablement démarré il y a 9 000 ans, lors d'épisodes de débâcle qui ont suivi le dernier maximum glaciaire. La pente plutôt régulière du fond du canyon génère des rapides plutôt que des chutes.

Sortie du canyon de Fjaðrárgljúfur, près de Klaustur dans le Sud de l'Islande

Figure 28. Sortie du canyon de Fjaðrárgljúfur, près de Klaustur dans le Sud de l'Islande.

La rivière a creusé un canyon long d'environ 2 km pour 100 m de profondeur dans des palagonites datées de 2 Ma. Le creusement a probablement démarré il y a 9 000 ans, lors d'épisodes de débâcle qui ont suivi le dernier maximum glaciaire. La pente plutôt régulière du fond du canyon génère des rapides plutôt que des chutes.


Rapides dans le canyon de Fjaðrárgljúfur, près de Klaustur dans le Sud de l'Isande

Figure 29. Rapides dans le canyon de Fjaðrárgljúfur, près de Klaustur dans le Sud de l'Isande.

La rivière a creusé un canyon long d'environ 2 km pour 100 m de profondeur dans des palagonites datées de 2 Ma. Le creusement a probablement démarré il y a 9 000 ans, lors d'épisodes de débâcle qui ont suivi le dernier maximum glaciaire. La pente plutôt régulière du fond du canyon génère des rapides plutôt que des chutes.


Goðafoss, la « chute des dieux »

Goðafoss, littéralement la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord du pays, si elle n'est pas la plus haute cascade d'Islande, est certainement l'une des plus photogéniques. Le fleuve Skjalfandafljot, 3e plus long du pays (178 km de long) y dévale sur une dizaine de mètres de haut et plus de 30 m de large une coulée de basalte prismée. Celle-ci, appelée Bárðardalshraun, date d'environ 7 000 ans, et représente la première étape de mise en place du volcan bouclier Trölladyngja situé à plus de 100 km au Sud, dans les hautes terres. Il s'agit donc d'un épanchement particulièrement fluide et abondant couvrant une vaste surface (supérieure à 850 km2) pour une faible épaisseur (ici une dizaine de mètres, traversée en une fois par la chute d'eau).

Notons par ailleurs que la vallée empruntée par le fleuve (nommée Bárðardalur) a une signification structurale : il s'agit de la limite tectonique entre les plateaux de basaltes tertiaires à l'Ouest et le graben médian essentiellement Pléistocène à l'Est.

Selon la tradition, en l'an 1000, le parlement islandais (l'Alþingi, réuni dans la vallée du rift à þingvellir) décide de suivre l'avis de son président élu, le lögsögumad (« celui qui dit la loi », car il récitait les lois alors uniquement orales de l'état islandais), Þorgeir Þorkelsson et adopte le christianisme. En revenant chez lui après l'assemblée, celui-ci montre l'exemple en jetant ses statues des dieux de l'ancienne religion nordique dans une chute d'eau, depuis nommée Goðafoss.

Vue générale de Goðafoss, la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord de l'Islande

Figure 30. Vue générale de Goðafoss, la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord de l'Islande.

Éventail haut d'une dizaine de mètres de haut et large de plus de 30 m, cette cascade saute la vaste coulée de basalte prismée Bárðardalshraun, mise en place il y a plus de 7 000 ans par le volcan bouclier Trölladyngja situé à plus de 100 km de là. Les touristes donnent l'échelle. Notez les arches naturelles à la base de la coulée.


Goðafoss, la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord de l'Islande

Figure 31. Goðafoss, la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord de l'Islande.

Éventail haut d'une dizaine de mètres de haut et large de plus de 30 m, cette cascade saute la vaste coulée de basalte prismée Bárðardalshraun, mise en place il y a plus de 7 000 ans par le volcan bouclier Trölladyngja situé à plus de 100 km de là. Notez la prismation irrégulière de la coulée (prismes tordus visibles à droite de l'image).


Goðafoss, la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord de l'Islande

Figure 32. Goðafoss, la « chute des dieux », proche de la route circulaire dans le Nord de l'Islande.

Éventail haut d'une dizaine de mètres de haut et large de plus de 30 m, cette cascade saute la vaste coulée de basalte prismée Bárðardalshraun, mise en place il y a plus de 7 000 ans par le volcan bouclier Trölladyngja situé à plus de 100 km de là.


Hengifoss et Litlanesfoss, les plus “géologiques” des chutes d'Islande

La chute d'Hengifoss, située non loin du lac Lagarfljót (figure 42), à l'Ouest d'Egilsstaðir, est, avec ses 128 m de chute, l'une des plus hautes cascades d'Islande. Elle est surtout marquée par une géologie riche et originale.

Le plus frappant est l'alternance de coulées de basaltes sombres et massives avec de fines couches d'argiles rouges du plus bel effet (figures 33 et 34). Ces coulées superposées s'étaleraient sur des âges proches de −5 à −6 Ma (Mio-Pliocène, ce qui est cohérent avec la position d'Hengifoss dans l'Est de l'Islande, donc dans des roches volcaniques anciennes, loin de l'axe du rift, selon le modèle d'expansion des fonds océaniques en double tapis-roulant). Les couches rouges correspondraient à des hiatus entre deux éruptions, pendant lesquels les cendres, éjectas divers et autres parties scoriacées des coulées auraient eu le temps d'être altérés en argiles. Cette altération à l'origine d'un sol aurait été d'autant plus intense que le climat de la fin du “Tertiaire” était plus chaud que l'actuel. L'arrivée de la coulée suivante aurait ensuite cuit les argiles, leur donnant une couleur rouge brique caractéristique du fer oxydé à chaud, cf. Thermo-métamorphisme d'un paléosol par une coulée de lave, Bournac (Haute Loire) et Prismation dans des argiles cuites à la base d'une coulée de basalte, Marjallat (commune de Mazeyrat d'Allier, Haute Loire).

Outre ces rayures rouges et noires, les affleurements d'Hengifoss comprennent également des roches sédimentaires (figures 33 à 41), notamment des grès blonds lacustres, avec quelques niveaux charbonneux, et des couches plus argileuses grisâtres. Les roches sédimentaires sont plutôt rares en Islande (elles représentent moins de 0,1 % de la surface du pays), et celles d'Hengifoss ont notamment livré quelques troncs fossiles de conifères traduisant un climat plus chaud à la fin du Mio-Pliocène qu'aujourd'hui. Leur résistance à l'érosion est moindre que celle des coulées de basaltes, et après avoir franchi en un saut les coulées, le cours d'eau a creusé dans les grès une petite gorge en pente plus douce. Il semble de plus que des failles affectent cette série volcano-sédimentaire (figure 41).

Sous la série sédimentaire, une coulée de lave plus ancienne, joliment prismée, donne lieu à une seconde chute, Litlanesfoss (figure 43). Cette cascade de 30 m de haut est encadrée par des colonnes très régulières et divers filons de basaltes. La rivière creuse ensuite une petite gorge en aval et va se jeter dans le lac Lagarfljót.

Évidemment, car nous sommes en Islande, plusieurs récits rapportent la présence d'elfes chantant dans la gorge au pied d'Hengifoss ; et un monstre aquatique proche de celui du Loch Ness occuperait les eaux sombres du lac Lagarfljót.

Vue générale d'Hengifoss, non loin du lac Lagarfljót, à l'Ouest d'Egilsstaðir, dans l'Est de l'Islande

Figure 33. Vue générale d'Hengifoss, non loin du lac Lagarfljót, à l'Ouest d'Egilsstaðir, dans l'Est de l'Islande.

Il s'agit d'une des plus hautes cascades d'Islande (128 m), mais elle est surtout marquée par l'alternance de coulées de basaltes sombres et massives avec de fines couches d'argiles rouges (paléosols thermométamorphisés). Notez également les grès blonds lacustres sous les coulées basaltiques, qui affleurent largement sur la droite de l'image.


Vue rapprochée d'Hengifoss, non loin du lac Lagarfljót, à l'Ouest d'Egilsstaðir, dans l'Est de l'Islande

Figure 34. Vue rapprochée d'Hengifoss, non loin du lac Lagarfljót, à l'Ouest d'Egilsstaðir, dans l'Est de l'Islande.

Il s'agit d'une des plus hautes cascades d'Islande (128 m), mais elle est surtout marquée par l'alternance de coulées de basaltes sombres et massives avec de fines couches d'argiles rouges (paléosols thermométamorphisés). Notez également les grès blonds lacustres sous les coulées basaltiques, qui affleurent sur la gauche de l'image. Les visiteurs dans les éboulis au pied de la chute donnent l'échelle.


Détails des strates volcano-sédimentaires variées au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 35. Détails des strates volcano-sédimentaires variées au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

On distingue des couches basaltiques et d'autres plutôt formées d'argiles et de cendres.


Détails des strates volcano-sédimentaires variées au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 36. Détails des strates volcano-sédimentaires variées au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

On remarque entre deux fines coulées basaltiques une couche formées de dépôts très divers, mal granoclassés : éjectas volcaniques, galets variés, sables... dans une matrice probablement constituée de cendres altérées.


Détails d'une coulée basaltique au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 37. Détails d'une coulée basaltique au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

On observe des structures contournées longues de quelques centimètres qui pourraient correspondre à une micro-prismation d'une partie de la coulée.


Détails du contact entre les grès blonds lacustres et les coulées basaltiques au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 38. Détails du contact entre les grès blonds lacustres et les coulées basaltiques au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

Le contact, souvent masqué par des tabliers d'éboulis, semble ici se faire par une couche d'argiles rouges brique cuites par la coulée. En dessous, les grès plus sensibles à l'érosion forment une pente plus douce que les basaltes massifs. On note l'existence de stratifications obliques (traduisant une progradation due à un courant lors du dépôt des sables, courant orienté de la droite vers la gauche de l'image, cf. Progradation et genèse de stratifications obliques et Les faciès fluvio-deltaïques du Crétacé terminal lacustre (faciès dit Rognacien) du Sud de la France) ainsi qu'une fine couche charbonneuse immédiatement en dessous. Certaines de ces couches riches en matière organique ont livré des troncs fossilisés de conifères.


Blocs de grès blonds lacustres effondrés dans la petite gorge au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 39. Blocs de grès blonds lacustres effondrés dans la petite gorge au pied d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

La stratification est bien visible sur les blocs, et en place sur la droite de l'image.


Contact entre les grès blonds lacustres et les coulées basaltiques un peu en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 40. Contact entre les grès blonds lacustres et les coulées basaltiques un peu en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

Le contact, souvent masqué par des tabliers d'éboulis, semble ici se faire par une couche d'argiles rouges brique cuites par la coulée. En dessous, les grès plus sensibles à l'érosion forment une pente plus douce que les basaltes massifs. La stratification subhorizontale de ces grès est recoupée par des dykes grisâtres correspondant probablement aux filons ayant alimenté les coulées qui les surmontent. En bas à droite de l'image, les grès surmontent une nouvelle coulée massive, plus noire et prismée, dans laquelle le cours d'eau a creusé une gorge puis formé la cascade de Litlanesfoss.


Failles recoupant grès et coulées basaltiques en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 41. Failles recoupant grès et coulées basaltiques en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

On retrouve des niveaux de grès à stratifications en biais, les fines couches charbonneuses, et la couche rouge brique cuite par la coulée. L'ensemble semble affecté par au moins deux accidents tectoniques (failles normales ?).


Vue du lac Lagarfljót et de la gorge du cours d'eau dans la coulée basaltique inférieure prismée, en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 42. Vue du lac Lagarfljót et de la gorge du cours d'eau dans la coulée basaltique inférieure prismée, en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

Après avoir franchi cette coulée (dont on distingue quelques orgues au centre de l'image) par la cascade de Litlanesfoss, le cours d'eau ira se jeter dans le lac. On aperçoit son estuaire au loin.


La cascade de Litlanesfoss (30 m de haut) en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande

Figure 43. La cascade de Litlanesfoss (30 m de haut) en aval d'Hengifoss, dans l'Est de l'Islande.

La coulée comprend de superbes orgues de plus de 15 m de haut.


Après ces exemples de cascades “classiques”, un second article aborde des exemples de cascades plus “originales”, Un aperçu géologique des cascades d'Islande – 2/2 : cascades atypiques.

A. Compléments

Vocabulaire géologique islandais

Fjall : montagne

Foss : (pluriel fossar) cascade

Gljùfur : canyon

Hellir : grotte

Hraun : coulée de lave

Jökul : glacier

Jökulhlaup : débâcle glaciaire

Sandur : (pluriel sandar) plaine littorale d'épanchement volcano-fluvio-glaciaire

Vatn : lac

Localisation des cascades étudiées

Les localisations des cascades citées dans cet article et dans le suivant peuvent être retrouvées grâce au fichier kmz recensant les principales cascades d'Islande aperçues dans ces articles.

Bibliographie et sitographie

L'article d'E.R.C. Baines et al., Erosion during extreme flood events dominates Holocene canyon evolution in Northeast Iceland, publié en 2015 dans les PNAS, est un exemple d'article scientifique théorisant des canyons et chutes d'eau islandaises (notamment Dettifoss et Ásbyrgi) essentiellement hérités de débâcles glaciaires massives à l'Holocène.

À l'inverse, l'article de G. Stucky De Quay et al., Holocene uplift and rapid fluvial erosion in Iceland: a record of post-glacial landscape evolution, publié en 2018 dans les Earth and Planetary Science Letters, minimise l'importance des jökulhlaups post-glaciation au profit du rebond isostatique et d'une érosion fluviatile plus continue.

On trouve sur Planet-Terre d'assez nombreux articles sur l'Islande, destination incontournable des amateurs de géologie, traitant de divers aspects.

Le Guide des volcans d'Europe et des Canaries, de Maurice Krafft et François-Dominique de Larousière, édité par Delachaux et Niestlé, bien qu'un peu daté (la dernière édition remonte à 1999), reste une précieuse source d'informations.