Âge de glace

Glaciation

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Carte de l'hémisphère nord durant la dernière glaciation.

Une glaciation ou période glaciaire est à la fois une phase paléoclimatique froide et une période géologique de la Terre durant laquelle une part importante des continents est englacée.

Les glaciations ont d'abord été mises en évidence grâce à leurs traces morphologiques (moraines, blocs erratiques) dans les vallées alpines à la fin du XIX^e siècle.

Depuis les années 1950, l'étude des rapports entre les différents isotopes de l'oxygène dans les sédiments prélevés par carottage au fond des océans a confirmé et précisé l'existence de nombreuses fluctuations climatiques plus ou moins cycliques (cf. Stades isotopiques marins et Chronologie isotopique).

Origine

Les causes des glaciations ont été l'objet de nombreux débats, depuis que le phénomène a été clairement identifié au XIX^e siècle. Les théories modernes retiennent souvent une relation avec les oscillations périodiques de l'orbite de la Terre (cf. les paramètres de Milanković), associée à des variations hypothétiques et périodiques dans le rayonnement solaire ou les effets d'un déplacement d'importantes masses continentales vers les régions polaires.

Conséquences

Lors d'une période glaciaire, les phénomènes suivant se produisent suite au refroidissement climatique :

• formation d'inlandsis : des inlandsis s'installent progressivement sur les zones continentales des hautes latitudes, avec une épaisseur maximale de l'ordre de 3 km, et fluent vers leurs marges.
• baisse du niveau de la mer (glacio-eustasie) : le stockage de glace sur les continents provoque la baisse du niveau des océans (de l'ordre de 120 m pour la dernière période glaciaire) et provoque l'émersion d'une partie des plateaux continentaux.
• mouvements tectoniques verticaux (glacio-isostasie) : sous le poids de la glace, des mouvements tectoniques verticaux affectent les zones englacées et leur marges (enfoncement lors de la glaciation, soulèvement ou rebond lors de la déglaciation).
• modification de la circulation océanique : la circulation océanique mondiale est complètement transformée (avec des influences réciproques, complexes et méconnues dans le détail, sur le climat).

Traces de glaciations anciennes

La Terre garde la trace de glaciations anciennes. La glaciation Varanger, notamment, fut particulièrement importante. La glace semble avoir couvert à cette époque presque toute la planète, jusqu'à l'équateur. Nous connaissons également des traces de glaciations au cours de :

• l'Huronien (de -2 400 Ma à -2 100 Ma)
• le Cryogénien (de -950 Ma à -570 Ma)
• l'Andéen-saharien (de -450 Ma à -420 Ma)
• le Karoo (de -360 Ma à -260 Ma)

Les traces fossiles des inlandsis du quaternaire^[1]

Les glaciations du Quaternaire ont produit un inlandsis qui a couvert et marqué de nombreuses montagnes, y compris en zone intertropicale et des zones aujourd'hui submergées par la remontée de la mer qui a suivi la déglaciation. Les épaisses glaces ont raboté certains reliefs ou entamé de sol d'une manière spécifique. Leur fonte a ensuite libéré une énorme quantité d'eau ; Ce double phénomènes, associé à des phénomènes de cryoturbation, solifluxion.. a laissé de nombreuses traces encore visibles dans les anciennes régions glaciaires. Certains modelés d'accumulation et d'érosion en sont notamment caractéristiques. Les ôs, drumlin et chenaux proglaciaires marquent ainsi encore de nombreux reliefs glaciaire et périglaciaire des Alpes et de l'Alaska, du Spitzberg, de l'Islande. Le quaternariste observe et étudie ainsi :

• des vallées, des cirques et des moraines,
• des formations particulières dites hydrolaccolites qui regroupent les pingos, palses et lithalses dont les reliques sont des laquets.
• des formations dites kettles, des drumlins, des pipkrates, des laquets, des « fers à repasser » et des dreikanters . .
• d'épais dépôts de lœss et de limons, accumulés sur de vastes surfaces en Amérique du Nord, sur les plateaux et les plaines d'Europe moyenne et en Chine septentrionale. Dans l'hémisphère sud, elle concerne surtout l'Argentine (Pampa). Transportés par le vent, les lœss finissent par former une couverture plus ou moins épaisse (jusqu'à 200 mètres en Chine^[2]), rendant fertile les régions concernées, mais en posant des problèmes de stabilité (sols très vulnérables à l'érosion). Par exemple, la région des Börde (en Allemagne) ou celle de Shanxi (vallée du Huang He en Chine) sont tapissées de lœss.
• des landes d'origine glaciaire : Par exemple, la plaine de la Geest (Allemagne) et la plaine polonaise sont concernées par les dépôts morainiques du quaternaire avec de nombreuses landes (Lande de Lunebourg) ou de collines (Mazurie polonaise) encadrant des fleuves qui coulent vers le nord.
• des paysages de marais devenus des tourbières (marais de Polésie en Ukraine)
• des lacs (Lac Ladoga, Lac Onega en Russie ; Grands Lacs en Amérique du Nord.

Cycles glaciaires récents

Les 5 cycles glaciaires-interglaicaires depuis 450 000 ans

La fin du Cénozoïque est marquée par le retour de glaciations dites quaternaires, d'environ -2.7 millions d'années à aujourd'hui. Les glaciations quaternaires correspondent à la mise en place d'un climat plus froid et au retour cyclique de périodes froides (dites Glaciaires) et tempérés (Interglaciaires). Il y a environ 10 000 ans, a débuté l'Interglaciaire qui se poursuit aujourd'hui et qui correspond à l'Holocène. Le Pléistocène supérieur correspond au dernier cycle Interglaciaire/Glaciaire (d'environ 120 000 à 10 000 ans).

Différentes chronologies

La chronologie des cycles glaciaires répond aux règles stratigraphiques et à la définition de stratotypes, utilisables dans la région où ils ont été définis. La chronologie alpine, si elle a le mérite d'être la première établie, est basée sur les traces morphologiques laissées par les moraines. Seules sont donc correctement enregistrés les glaciations particulièrement fortes ou les plus récentes (la poussée du glacier détruisant à chaque cycle les traces les plus anciennes). Ainsi, seules quatre grands cycles sont enregistrés, difficilement corrélables (à l'exception du dernier Glaciaire) avec les autres enregistrements continentaux.

Chronologie alpine

Période glaciaire	Âge (années)	Période interglaciaire
1re période glaciaire, de Günz	600 000
	540 000	1re période interglaciaire, de Günz-Mindel
2e période glaciaire, de Mindel	480 000
	430 000	2e période interglaciaire, de Mindel-Riss
3e période glaciaire, de Riss	240 000
	180 000	3e période interglaciaire, de Riss-Würm
4e période glaciaire, de Würm	120 000
	10 000

Index	Nom				Période interglaciaire	Période glaciaire en milliers d'années	Stade isotopique	Epoque
	Alpine	Nord-américaine	Nord-européenne	Grande-Bretagne
				Flandrien	interglaciaire	auj. – 12	1	Holocène
1st	Würm	Wisconsinien	Weichselien ou Vistulien	Devensien	période glaciaire	12 – 110	2-4 & 5a-d	Pléistocène
	Riss-Würm	Sangamonien	Eemien	Ipswichien	interglaciaire	110 – 130	5e
2e	Riss	Illinoien	Saalien	Wolstonien ou Gipping	période glaciaire	130 – 200	6
	Mindel-Riss	Yarmouthien	Holsteinien	Hoxnien	interglaciaire	200 – 300/380	7,9,11
3e – 5e	Mindel	Kansien	Elsterien	Anglien	période glaciaire	300/380 – 455	8,10,12
	Günz-Mindel	Aftonien		Cromerien	interglaciaire	455 – 620	13-15
7e	Günz	Nebraskien	Menapien	Beestonien	période glaciaire	620 – 680	16

Période plus anciennes du Pléistocène

Nom	Inter/Glaciaire	Période en milliers d'années	Stade isotopique	Époque
Pastonien	interglaciaire	600 – 800
Pré-Pastonien	glaciaire	800 – 1300
Bramertonien	interglaciaire	1300 – 1550

La dernière glaciation

Étendue des calottes et inlandsis de l'hémisphère nord lors du maximum de la dernière glaciation

Le dernier Glaciaire (environ 120 000 à 10 000 ans) est nommé glaciation de Würm dans les Alpes, Weichsel en Europe du Nord et Wisconsin en Amérique du Nord.

Les principaux inlandsis se situaient:

• sur le bouclier canadien et les Rocheuses (voir l'article Glaciation du Wisconsin) ;
• dans les Andes au niveau de la Bolivie et de la Patagonie ;
• en Islande ;
• sur les îles Britanniques, l'Europe du nord, le nord de la Russie et de la Sibérie ;
• dans l'Altaï ;
• dans les Monts de Verkhoïansk ;
• dans l'Himalaya, l'Hindū-Kūsh, les monts Tian Shan et Kunlun.

Ces régions en conservent les traces géomorphologiques.

Le cas du « petit âge glaciaire »

Article détaillé : Petit âge glaciaire.

L'hémisphère nord a connu un net refroidissement, entamé dans la seconde moitié du XIV^e siècle — avec un minimum thermique au XVII^e siècle — qui a persisté jusqu'au début du XIX^e siècle. Appelée « petite glaciation » ou « petit âge glaciaire », il s'agit d'une période centrée sur le « minimum de Maunder » (1645-1715 proprement dit), qui semble correspondre à une faible activité solaire (ses taches étaient d'ailleurs peu visibles). Elle fut marquée par une série d'hivers particulièrement rigoureux, accompagnés de disettes et de famines.

Le climat en Islande et au Groenland était relativement doux pendant les trois cent premières années qui suivirent la colonisation viking. Il s'est ensuite fortement refroidi, y interdisant l'agriculture et y faisant disparaître les forêts. Toutefois, il s'agit d'une fluctuation climatique froide à l'intérieur de l'Interglaciaire holocène, d'autant mieux mis en évidence qu'il est récent, et ne peut être considéré comme une période glaciaire.

Chronologie isotopique

Article détaillé : Chronologie isotopique.

La présence de l'isotope 18 de l'oxygène est moins importante dans les eaux océaniques proches des pôles que dans celles proches de l'équateur. Ceci est dû au fait que cet isotope est plus lourd que l'isotope 16 ; en conséquence, il s'évapore plus difficilement et se condense plutôt facilement, ce qui empêche une migration importante vers les pôles.

Si on analyse un échantillon de glace ancienne, moins il y a d'isotope 18, plus il faisait froid au moment de la formation de la glace. Au contraire, dans une carotte provenant des tropiques (sédiments issus de foraminifères benthiques), une augmentation de l'isotope 18 d'oxygène signe un refroidissement global (diminution de la température marine et accumulation de glace aux pôles)^[3].

Les sédiments des fonds océaniques et les glaces accumulées aux pôles ou au Groenland ont gardé en mémoire les variations des concentrations des isotopes de l'oxygène au cours du temps. Par exemple, la glace formée il y a 10 000 ans permet de connaître la concentration en isotope 18 de l'atmosphère de cette époque. Selon la concentration, on peut donc reconstituer les fluctuations des températures globales au cours du temps sur de longues périodes et définir ainsi les stades isotopiques de l'oxygène.

Voir aussi

Articles connexes

• Changement climatique
• Paléoclimat

Références

1. ↑ Paysages glaciaires
2. ↑ Jean Riser, Erosion et paysages naturels, page 43
3. ↑ Shackleton, N. J. & Hall, M. A. « The late Miocene stable isotope record, Site 926 », Proc. ODP Sci. Res. 154, 367±373 (1997).

Liens externes

• La petite glaciation et ses effets sur l'habitat eskimo
• Le minimum de Maunder sur le site de l'observatoire de Nice
• Les glaciations quaternaires
• Le Dryas
• Les glaciations antérieures à l'ére quaternaire
• "Le climat à travers l'histoire de la Terre" une animation de la Fondation polaire internationale expliquant les ères glaciaires.

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