GLACIERS
Bilans de masse et d'énergie des glaciers
La glacier en tant que stock d'eau solide subsistant l'été est un phénomène important dans les régions à pluviosité moyenne ou faible, car les glaciers fournissent de l'eau en période de sécheresse. Mais tous ces glaciers économiquement utiles ne représentent, au plus, que 3 p. 1 000 de toute la glace présente sur le globe. Le paramètre le plus important concernant ce stock est le bilan (sous-entendu : de masse et annuel) en un lieu. Il peut être positif ou négatif selon le lieu et selon les ans. Il est fonction des précipitations solides et du bilan des échanges d'énergie air-sol au lieu considéré. Dans une région donnée ses variations spatiales peuvent être corrélées à l'altitude et à l'exposition ; ses variations temporelles peuvent être corrélées linéairement à des variables météorologiques simples relevées régulièrement à une station relativement lointaine. Les concepts élaborés en étudiant les bilans des glaciers alpins peuvent toutefois conduire à des idées fausses concernant les glaciers de régions à climat très différent.
L'écoulement évacue l'excédent de précipitations des zones à bilan positif (zones d'accumulation) vers des zones plus basses où le bilan est négatif (zones d'ablation). Les fluctuations annuelles des bilans produisent de petites fluctuations du niveau, des vitesses moyennes annuelles et de la position du front, autour d'un état de régime. Dans un glacier de vallée ces variations sont plus complexes que ne le prévoit la théorie classique des ondes de crue, tout en restant de petites perturbations. Mais de grandes variations peuvent aussi survenir, en particulier des avancées catastrophiques (surges), sorte de gigantesques solifluxions (écoulements plastiques) dues à l'apparition périodique d'un fort glissement.
Mesure des bilans de masse
En zone d'ablation on mesure les bilans, négatifs, par l'émergence d'une balise d'une année sur l'autre. Comme l'émergence peut dépasser 10 mètres par an près du front des grands glaciers, ou pour que la balise serve plusieurs années consécutives, une balise est en fait un train de perches en bois de 2 mètres, réunies par des cordonnets, avec un ancrage à l'extrémité inférieure de tout le train de perches. On l'enfonce dans un trou foré très rapidement avec une sondeuse à jet de vapeur. Les relevés se font à date fixe, à la fin de l'été. Si de la neige recouvre alors le glacier, on mesure en plus son épaisseur et sa densité ; pour la glace bulleuse de surface on peut admettre une densité standard de 0,89.
En zone d'accumulation on ne peut mesurer l'enfouissement annuel d'une longue perche que si le bilan, positif, est faible, comme dans les régions polaires. L'étude stratigraphique du névé, faite soit sur la paroi d'un puits, soit plus simplement sur les carottes extraites avec une tarière carotteuse, fournit simultanément plusieurs bilans annuels. Ce sont souvent des strates de glace poussiéreuse, correspondant aux longues périodes estivales de fonte (surfaces d'ablation) que l'on repère sur ces carottes. Elles ne correspondent pas à une date fixe, et on obtient donc des bilans pour des « années stratigraphiques », de durée variable.
Si les précipitations sont très faibles (centre de l'Antarctique, par exemple), des couches annuelles peuvent manquer. Seule la recherche des niveaux marqués par les retombées radioactives des essais nucléaires dans l'atmosphère (depuis les essais de la bombe H à Eniwetok en 1952 jusqu'à leur interdiction) et des accidents nucléaires (Tchernobyl, 1986) permet alors d'obtenir des bilans moyens fiables.
Si au contraire les précipitations sont très fortes (Alpes, par exemple), il est plus sûr de déterminer séparément[...]
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Écrit par
- François ARBEY : chargé de cours à l'université de Paris-XI
- Louis LLIBOUTRY : professeur à l'université de Grenoble-I, directeur du laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement du C.N.R.S., président du Comité scientifique et technique de l'Association nationale de l'étude de la neige et des avalanches
Classification
Médias
Carotte glaciaire
Jason Edwards/ The Image Bank Unreleased/ Getty Images
Glacier Athabasca, Canada
H. Saxby, 2005
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