
La
glace
La
glace est l'état solide de l'eau quand la température
est égale ou inférieure à 0°C.
La glace
sans impuretés est transparente et incolore. Elle cristallise
dans un système hexagonal, comme le montrent les cristaux
de neige en forme d'étoiles à six branches. La densité
de la glace est de 0.92, de sorte qu'elle flotte sur l'eau liquide.
Mais cette densité s'abaisse quand la glace contient des
bulles d'air. Contrairement aux autres solides, la glace augmente
de volume en se solidifiant, ce qui a d'importantes conséquences
sur la fragmentation des roches fissurées.
La
glace existe sous plusieurs formes dans la nature :
La
neige
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Lorsque l'air est à une
température voisine ou inférieure à
0°C, la vapeur d'eau qu'il contient se condense sous
forme de cristaux agglomérés en flocons de
neige.
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Le
verglas
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Lorsque l'eau atmosphérique
est en état de surfusion, elle se congèle
au contact des corps solides froids, qu'elle recouvre d'une
mince couche de verglas.
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Le
givre
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Le givre provient de la congélation
des gouttelettes d'un brouillard froid sur les végétaux
et les aspérités du sol.
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La
grêle
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La grêle se forme de même
dans l'atmosphère par congélation brusque
de gouttes en surfusion, ou autour de petits flocons de
neige ou de grains de poussière.
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Au
sol, l'eau libre se congèle différemment selon qu'elle
est douce ou salée.
La densité
de l'eau
douce
est maximale à la température de 4°C. Lorsque
les molécules d'eau proches de la surface atteignent 4°C,
elles s'enfoncent, créant ainsi un courant de convection jusqu'à ce que toute la masse d'eau
soit à 4°C. A ce moment, si la température s'abaisse
encore, apparaissent des cristaux de glace en suspension, puis
des glaçons isolés qui se soudent en une masse unique.
Selon son épaisseur, la glace peut supporter de lourdes
charges :
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5 cm : un homme adulte,
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15 cm : une voiture,
-
-
30 cm : un camion.
Si, comme
c'est le cas en Sibérie et dans le Canada du Nord, la fonte
de la glace (débâcle) se produit sur les fleuves
plus tôt en amont qu'en aval, la glace d'aval faisant barrage
aux eaux d'amont peut provoquer d'immenses inondations.
L'eau
de mer,
salée, gèle à une température inférieure
à celle du gel de l'eau douce : -2°C pour une salinité
de 35 pour mille. Formée d'eau salée, la banquise
est la mer prise par la glace sur
une grande étendue, plus ou moins disloquée et fragmentée
(pack) en raison des courants et des marées. Formés
d'eau douce, les icebergs sont d'énormes blocs de glace
détachés des glaciers terrestres qui bordent les
mers polaires. Un neuvième environ de leur masse totale
est émergée. Ils fondent très lentement.
Entraînés par les courants, ils peuvent atteindre
des latitudes relativement basses. (voir mer polaire) et aussi (Terre Adélie).
Les glaciers:
Si la température reste
inférieure à 0°C, la neige
tombant sur le sol peut s'accumuler suivant la configuration du terrain,
notamment là où elle reste à l'abri du vent. La
neige fraîche contient beaucoup d'air et sa densité est
très faible. Mais, sous la pression de sa propre masse, elle
se tasse et se transforme en neige dure et granuleuse (névé),
puis en glace d'abord bulleuse (bulles d'air), d'un blanc opaque, puis
compact et d'une transparence bleutée. Ainsi se forme un glacier.
Entre la paroi rocheuse
et le névé s'ouvre en général une
profonde crevasse, la rimaye. C'est que la masse du glacier est
animée d'un lent mouvement vers l'aval, dû à
la pesanteur. Insensible à l'oeil nu, la vitesse varie
selon la pente, la saison et les différents points du glacier.
Elle peut atteindre de 50 à 800 m par an pour les glaciers
des Alpes, jusqu'à 20 km pour l'Alaska.
En raison de l'incompressibilité
de la glace, des crevasses s'ouvrent sur le glacier dès que la
vitesse s'accélère, dans une étroiture ou sur une
rupture de pente. Ces crevasses délimitent d'énormes blocs
de glace, les séracs, dont le déséquilibre provoque
parfois d'impressionnantes avalanches. La partie médiane et superficielle
de la langue glaciaire avance plus vite que ses bords et sa base, ralentis
par les frottements sur les parois du lit glaciaire. Cette différence
de vitesse explique la forme convexe de la langue et du front qui termine
le glacier en aval. Si l'alimentation en neige
est insuffisante, le glacier peut fondre en épaisseur, diminuer
de longueur, s'ensevelir sous les débris qu'il entraîne
(glaciers "noirs", glaciers rocheux) ou même revenir
à l'état de névé, puis disparaître.
C'est ce que l'on observe aujourd'hui dans les Alpes, où le chalet
du Montenvers, qui était lors de sa construction à peu
près au niveau de la mer de Glace, est aujourd'hui à 300
m au-dessus ! Ces reculs d'érosion, permettent d'étudier
la genèse du relief glaciaire qui affecte de nombreuses régions
jadis occupées par les glaces.
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Les
différents glaciers
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Dans les régions
polaires, et notamment en Antarctique
et au Groenland, les glaciers couvrent d'immenses territoires
sous la forme de calottes glaciaires (inlandsis), épaisses
de 2000 à 4000m, qui descendent jusqu'au niveau
de la mer.
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Dans
les montagnes des climats tempérés,
les névés ne se trouvent qu'entre 2700
et 3000m.
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Les glaciers de
montagne ne couvrent que 3% de la surface totale occupée
par les glaces. Ils comprennent des glaciers de cirque, logés
dans les creux du relief, des glaciers de plateau et des glaciers
de vallée.
Dans les montagnes
bien alimentées en neige, les langues glaciaires s'avancent
dans les vallées et reçoivent, le cas échéant,
des glaciers affluents. Suivant leur alimentation, les glaciers
sont plus ou moins longs. Ceux de l'Himalaya peuvent atteindre
une centaine de kilomètres, ceux des Alpes, moins de
20. Ils se terminent au-dessous de la limite des neiges permanentes,
où la fusion et l'évaporation l'emportent sur
l'alimentation. En Alaska, ils débordent même
la montagne et se rejoignent pour former des glaciers de piémont.
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Les mouvements de la
glace, combinés avec la pression exercée sur le
fond, l'entraînement des débris et le travail des
cours d'eau sous-glaciaires sont à l'origine d'une famille
de formes et de formations particulières, qui constituent
le modelé glaciaire.
L'eau infiltrée
dans les fissures des roches, en gelant, les fait éclater
(gélifraction) et prépare ainsi les matériaux
qui seront emportés par le glacier. L'action de l'érosion
glaciaire est inégale le long du lit, plus faible dans
les zones de séracs que sous les biefs plus massifs. Ainsi se forme un chapelet d'ombilics surcreusés,
séparés par des seuils, ou verrous.
Transversalement, le
lit du glacier tend à prendre un profil en U. Si le glacier
emplit toute la vallée, celle-ci se transforme en vallée
en auge. Si le remplissage n'est que partiel, les versants en
V de la vallée préglaciaire se raccordent à
l'auge par des épaulements, et les vallées affluentes restent
suspendues au-dessus de la vallée principale.
Agent d'érosion,
le glacier est aussi un agent de transport des matériaux
qu'il a arrachés ou reçus en cours de route. L'accumulation
des matériaux forme les moraines. On distingue plusieurs
type de moraines :
- - les moraines
latérales : sur les flancs du glacier ;
- - les moraines
médianes : formées au confluent de deux
glaciers par la jonction de deux moraines latérales ;
- - les moraines
de fond
: composées des débris entraînés
par la glace et par les torrents sous-glaciaires ;
- - les moraines
frontales : en arc de cercle (vallums), accumulées
à l'extrémité inférieure du glacier.
En aval du vallum, les
torrents proglaciaires édifient, avec les matériaux
des moraines, des cônes ou des glacis fluvioglaciaires.
Après le retrait
des glaciers, les vallées présentent une succession
de lacs (lac du Bourget, lac d'Annecy) ou de plaines de comblement
(Grésivaudan) correspondant aux ombilics, et de gorges étroites creusées
par les torrents sous et postglaciaires à travers les verrous.
Les fjords sont d'anciennes vallées
glaciaires envahies par la mer. sous les champs de glace (icefields),
les effets de l'érosion sont en général plus
restreints : ils se bornent à un relief moutonné,
aux roches polies ou striées, formé de collines
arrondies et de cuvettes remplies par les eaux de fonte (lacs
de Scandinavie et du Canada).
En amont des moraines
frontales, il subsiste un paysage chaotique formé de lacs
de surcreusement ou de barrage (lac Léman, les grands lacs
américains), de lacs résiduels (culots de glace
morte), de blocs
erratiques
et de collines allongées, érodées et polies
(drumlins, abondants en Finlande), ou formées d'alluvions
fluviatiles sous-glaciaires (oesar, dont le singulier est os).
La glaciation est une
période marquée par un large développement
des glaciers, qui couvrent alors d'immenses régions. On
en connaît plusieurs dans l'histoire de la Terre : au précambrien,
au paléozoïque, à la fin du tertiaire et au
quartenaire. Celles du quarternaire (Günz, Mindel, Riss,
Würm, dans les Alpes) ont laissé de nombreuses formes
de relief et de vastes moraines encore visibles dans le paysage.
Les glaciations sont
séparées les unes des autres par des périodes
de réchauffement, dites interglaciaires. Chaque glaciation
commence par une phase d'expansion, suivie d'un maximum, puis
d'un retrait. Ce retrait comporte en général des
temps d'arrêt qui définissent des stades. Lors de
leur plus grande extension, les glaciers ont recouvert une grande
partie de l'Europe (jusqu'à Londres et, pour les Alpes,
jusqu'à Lyon), de l'Amérique du Nord, de l'Asie
septentrionale et de l'extrémité australe de l'Amérique
du Sud, soit environ 55 millions de km2, contre quelque 15 millions
aujourd'hui !
Sur les côtes,
les périodes glaciaires sont marquées par des régressions
marines, et les périodes interglaciaires, par des transgressions.
Sur la Terre, chaque
nouvelle glaciation tend à effacer les traces de la précédente
; aussi les formes héritées des glaciations disparues
datent-elles le plus souvent de la dernière glaciation
(dite Würm dans les Alpes, Weichsel en Europe du Nord, Wisconsin
en Amérique).
L'époque actuelle,
postérieure à la dernière glaciation, est
dite postglaciaire, ou holocène.

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