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Les glaciations du passé et le changement climatique, Magali Delmas

Reconstituer l’emprise spatiale et la chronologie des glaciations quaternaires est un défi auquel participent un très grand nombre de chercheurs à travers le monde. L’objectif est de vérifier dans quelle mesure les changements climatiques observés à l’échelle locale sont en phase avec ceux observés à l’échelle globale.

 

L’enjeu est de taille car la modélisation des changements climatiques à venir repose en grande partie sur la compréhension la plus fine possible de la variabilité spatiale des changements climatiques du passé. Les Pyrénées offrent à ce titre un domaine d’étude particulièrement intéressant en raison de la situation d’interface qu’occupe cette chaîne de montagnes, entre domaine océanique et monde méditerranéen.

La Terre a connu au cours des derniers millénaires des changements climatiques majeurs dont l’amplitude et la temporalité ont été établies à partir de l’analyse isotopique des coquilles de foraminifères piégés dans le fond des océans. Les carottes de glace extraites des inlandsis des hautes latitudes fournissent un signal comparable. Ces enregistrements isotopiques saisissent avec une remarquable continuité et une excellente résolution temporelle les changements climatiques survenus à l’échelle globale.

Bien que plus discontinues et surtout plus difficiles à dater, les séquences de dépôts continentaux demeurent d’un grand intérêt dans la mesure où elles permettent de saisir la variabilité des réponses locales et régionales aux changements climatiques globaux et d’estimer leur influence sur les populations humaines, animales et végétales. Or l’efficacité des modèles climatiques destinés à prédire à l’échelle régionale l’effet du réchauffement global actuel repose en grande partie sur la qualité et la finesse de ces reconstitutions paléoenvironnementales. L’enjeu sociétal est donc majeur.

 

Les glaciers, des marqueurs sensibles aux fluctuations climatiques

Dans les montagnes des latitudes tempérées, la cartographie et la datation des dépôts de marge glaciaire permettent de reconstituer l'emprise spatiale et la temporalité des fluctuations des paléoenglacements à différents pas de temps. Or les glaciers actuels et passés sont des marqueurs climatiques très intéressants, d’abord parce qu’ils enregistrent les fluctuations climatiques avec un temps de réponse très bref, de l’ordre de quelques années à quelques décennies tout au plus, ensuite parce qu’ils cumulent, à travers les caractéristiques de leur bilan de masse, une information relative aux paléoprécipitations hivernales et aux paléotempératures estivales.

Le bilan de masse d’un glacier désigne le volume de glace (donné en mètre équivalent eau) cumulé au cours d’une année dans la section amont d’un glacier, c’est-à-dire là où les conditions thermiques estivales autorisent la transformation de la neige en glace (zone d’accumulation), rapporté au volume de glace perdu au cours de la même année à l’aval du système (zone d’ablation). La ligne d’équilibre glaciaire désigne la zone charnière entre zone d’accumulation et zone d’ablation.

Lorsque les conditions thermiques et pluviométriques sont relativement stables à l’échelle pluriannuelle, le volume des gains et des pertes tend à s’équilibrer (bilan de masse nul). Cela se traduit par une stabilisation de la taille du glacier et de la position de la ligne d’équilibre glaciaire. Lorsque les conditions climatiques se dégradent (diminution des températures, surtout en été, augmentation des précipitations, surtout en hiver), le volume de glace « fraîche » qui entre dans le système au niveau de la zone d’accumulation augmente. Le bilan de masse devient positif ; cela se traduit dans un premier temps par une augmentation de l’épaisseur du glacier en amont, sa surface devient plus convexe tandis que l’altitude de la ligne d’équilibre glaciaire décroît. Dans un deuxième temps, le front du glacier progresse, avec un temps de réponse variable selon la taille et la vitesse d’écoulement de la glace, mais généralement court, de l’ordre de quelques années à quelques décennies pour les glaciers à base tempérée (c’est-à-dire dont la température est proche du point de fusion de la glace) des latitudes moyennes. Le front du glacier progresse jusqu’à ce que le volume de glace entrant dans le système au niveau de la zone d’accumulation soit compensé par le volume des pertes au niveau de la zone d’ablation. Inversement, une amélioration des conditions climatiques va déséquilibrer le bilan de masse en faveur des pertes (le bilan de masse devient négatif), la ligne d’équilibre glaciaire remonte et quelques années plus tard, le front du glacier régresse : c’est la situation qui prévaut actuellement.

L’opportunité de reconstituer l’emprise spatiale des paléoenglacements à différents moments du passé, via la cartographie et la datation des dépôts de marge glaciaire, permet de remonter aux paléobilans de masse grâce aux marqueurs géomorphologiques de la ligne d’équilibre glaciaire. Sur ces bases, il est possible d’estimer les paléotempératures estivales et paléoprécipitations hivernales survenues dans les montagnes au cours des derniers millénaires.Le dernier maximum d'englacement dans les Pyrénées.

Le glacier de la Maladeta, Pyrénées aragonaises, août 2012.

Moraine latérale sur la marge droite d'un glacier de vallée qui était fonctionnel il y a 16 à 17 000 ans, vallée de la Têt, massif du Carlit, Pyrénnées-Orientales.

Sur les traces des anciens glaciers pyrénéens

Les paléo-englacements pyrénéens ont fait l’objet ces dernières années d’un fort regain d’intérêt, mais l’essentiel des avancées scientifiques concerne le dernier maximum d’englacement survenu il y a 60 000 à 80 000 ans, au cours du MIS 4 (stade isotopique marin 4). Le dernier maximum d’englacement pyrénéen est donc antérieur au dernier pic de froid enregistré à l’échelle globale (Global Last Glacial Maximum daté entre 20 000 et 24 000 ans avant le présent).

La position des fronts pyrénéens au cours du Global LGM n’est quant à elle pas encore identifiée de manière exhaustive ; mais les données actuellement disponibles sont suffisamment nombreuses pour révéler un gradient est-ouest intéressant d’un point de vue paléoclimatique. En effet, les glaciers de vallée localisés à l’extrémité orientale de la chaîne ont enregistré au Global LGM une avancée des fronts glaciaires presque aussi ample que celle survenue au cours du MIS 4. En revanche, l’écart entre les emprises MIS 4 et Global LGM augmente progressivement vers l’ouest puisqu’il est de l’ordre de sept kilomètres en Ariège et d’une trentaine dans la vallée du Gállego. Ce contraste est-ouest des paléoenglacements pyrénéens au cours du Global LGM traduit une cyclogenèse (formation de perturbations cycloniques susceptibles de provoquer des précipitations) d’origine méditerranéenne plus intense et relativement plus efficace en termes d’alimentation neigeuse que celle issue de l’Atlantique. Cela s’accorde bien avec les reconstitutions des paléotempératures de surface des eaux marines qui étaient, durant Global LGM, 6 à 7 °C plus chaudes en Méditerranée que dans le golfe de Gascogne.

Les modalités de la déglaciation postérieure sont quant à elles très peu renseignées. Pourtant, le potentiel est énorme car les dépôts de marge glaciaire localisés dans les hautes vallées pyrénéennes sont extrêmement nombreux, assez bien cartographiés et relativement bien conservés dans la plupart des vallées. Les travaux en cours au sein de l’université de Perpignan Via Domitia et du Muséum national d’histoire naturelle de Paris visent précisément à combler ce manque en cherchant à établir comment les paléoenglacements pyrénéens ont fluctué au cours des derniers dix-huit mille ans. n

 

*Magali Delmas est géographe. Elle est maîtresse de conférences à l’université de Perpignan.

La Revue du projet, n° 65, mars 2017

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