AU CŒUR DU DÉBATS :
LES DÉBACLES DE L’ÈRE GLACIAIRE
Photo: Martin Groll
Il y a plus de 10 000 ans d’immenses calottes glaciaires recouvraient le nord de l’Europe, la Suisse ; et en Amérique, tout le Canada et le nord des États Unis.
Ces inlandsis nous ont légué d’immense paysages glaciaires partout en Amérique du Nord et en Europe du Nord: moraines, drumlins, eskers et des s-forms sur le socle rocheux.
Pendant plus d’un siècle, géologues et glaciologues croyaient que ces inlandsis avaient disparu progressivement et calmement.
Mais à partir des années 60s, des scientifiques commencent à soupçonner que les eaux de fonte glaciaire aient souvent déferlé en de gigantesques débâcles ravageant tout sur leur passage. Dans les décennies qui suivent les géologues ne cesseront de dévoiler les cicatrices de ces catastrophes sur des territoires en Scandinavie, dans les îles Britannique, en Suisse, en Sibérie, dans les monts Altaï, dans l’Himalaya et en Alaska. À cette longue liste la Manche vient tout juste de s’ajouter. Elle se serait creusée par un cataclysme !
Une illustration des gigantesques chutes d'eau entre l'Angleterre et la France avant la rupture catastrophique. Image de Chase Stone / Imperial College London.
Ces catastrophes régionales font maintenant consensus. Mais voilà que dans les années 80, des géologues canadiens lancent une nouvelle controverse. Selon eux, ces paysages glaciers portent les marques de catastrophes d’ampleur continentale.
Outragés, certains souhaitent ignorer le débat, mais voilà que des recherches en hydrodynamique réanimeront sans cesse celui-ci.
Pour comprendre le débat il faut savoir que les inlandsis ont façonner deux types de terrain :
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Ceux recouvert par les sédiments glaciaires comme la moraine.
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Et les socles rocheux dénudés qui furent sculptés par le glacier au moment de sa disparition. Souvent ce socle est garni d’une multitude de s-forms de l’anglais ‘Sculpted forms’ les formes sculptées.
Vue aérienne du socle rocheux sculptés avec des s-forms dans la région de French River, Ontario. Cette photo aérienne couvre une largeur de 100 mètres au sol (Crédit : John Shaw).
Ces deux catégories de topographie ne sont pas sans controverse surtout quand il est question d’interprété les immenses champs de drumlins. Ces collines allongées recouvrent 80% de la superficie du Bouclier Canadien soit les ¾ du Canada. Pour apprécier l’étendu des drumlins faite un simple tour du Google Earth au-dessus du centre du pays :
Les terrains à drumlins se retrouvent tout aussi bien au Nord des Etats-Unis, du Royaume Unis, de la Pologne et de la Scandinavie et même en Suisse et dans le sud de l’Allemagne.
Au début des années 80, le géologue John Shaw développa un modèle d’eau sous-glaciaire catastrophique pour expliquer les champs de drumlins et les nombreux terrains de s-forms. Étant donner l’étendu des territoires à drumlins, l’estimation gigantesque de telles cataclysmes ainsi que les volumes d’eau en jeu suscite un tollé de critique chez certains glaciologues.
En même temps, Shaw et ses collègues démontrer que les s-forms sont sculptées par des écoulements turbulents de l’eau et non par la déformation plastique de la base du glacier.
Depuis les années 80s les publications et travaux de laboratoire ne cessent de réaffirmer cette théorie. Jusqu’à aujourd’hui les experts en hydrodynamiques adhèrent sans hésitation à ce modèle.
Pourtant, certains glaciologues continuent de croire que la déformation plastique du glacier est à l’origine des s-forms. Les tenants de cette position n’ont toujours pas produit d’expérience de laboratoire, de modèle mathématique ou même d’analogie avec nos glaciers modernes.
S-forms of the sichelwannen type in French River, Ontario.
Small sichelwannen reproduced in the laboratory by turbulent flow on plaster of Paris.
Both types of land, drumlins and s-forms, were formed simultaneously.
S-forms of the sichelwannen type in French River, Ontario.
Pourtant, certains glaciologues continuent de croire que la déformation plastique du glacier est à l’origine des s-forms. Les tenants de cette position n’ont toujours pas produit d’expérience de laboratoire, de modèle mathématique ou même d’analogie avec nos glaciers modernes.
Pourquoi ce manque d’ouverture persiste-t-il devant l’avis des hydrodynamiciens? La logique est toute simple :
En acceptant que les s-forms soient d’origine hydrocatastrophique, on est forcé d’entrevoir que les drumlins aussi auraient la même origine puisque les deux sont associés. Et comme l'étendue de ces territoires est vaste, les hydrocatastrophes se doivent d'être continental. Comme nous le verrons dans la section sur les drumlins, plusieurs données de terrain soutiennent la thèse des eaux sous-glaciaires catastrophiques.
C'est dans cette optique que trois géoscientifiques canadiens ont publié La carte de l’écoulement glaciaire au Canada, tracée à partir de données de télédétection. Deux de ces chercheurs, John Shaw et David Sharpe ont contribué aux vidéos et au site de Geodoxa.
Entre les vastes étendues de champs de drumlins, les grandes surfaces où le socle rocheux affleure sont le plus souvent sculptées par les s-forms.
Si vous lisez l'anglais, nous vous proposons un article dans lequel les antagonistes s'outragent, suivi d'une réplique des protagonistes. Le lecteur constatera que les antagonistes évitent d'aborder le sujet de l'érosion du socle rocheux et que leur argumentation se construit en bonne partie sur la philosophie, plus particulièrement une philosophie anti-catastrophe.
Comme nous le verrons, l’étude du socle rocheux est essentielle pour trancher la question. Lorsqu’un affleurement rocheux est préservé de l’altération, on peut observer des marques de cavitation associées aux s-forms. La présence de cavitation témoigne que l’eau atteignait un écoulement violent dépassant le 10 m/s (voir les études de Allen,1982). Néanmoins, même les dures roches granitiques du Bouclier Canadien n’échappent pas à l’altération atmosphérique et l’acide des lichens. Donc pour mieux étudier des s-forms intactes il faudra s’attarder à des sites où le roc fut préservé inaltéré depuis 10 000 ans, soit juste après la disparition des grands inlandsis. C’est pourquoi nous étudierons ensembles des sites comme French River en Ontario et Cantley au Québec. Une grande partie du roc de French River fut préservée sous l’eau de la Baie Georgienne depuis l’ère glaciaire. Il y a 800 ans le niveau de la baie s’abaissa brusquement exposant ainsi des s-forms aussi délicats soient-ils. Cantley est une ancienne sablière dont l’exploitation des années 80 exhuma des s-forms dans tous leurs détails.
Marques de cavitation associées aux s-forms. Le même genre de marques se forment dans les ouvrages industriel, navals ou hydroélectriques lorsque que l’écoulement d’un liquide atteint des vitesses dépassant 10m/s. Photo de Geodoxa à Cavitation Island, French River.
S-forms de type marque d’obstacle. Le marbre est parsemé de minéraux plus dure qui résistèrent à l’érosion de l’eau préservant ainsi une longue crête en avale (vers la gauche). La base d’un glacier avec la moraine de fond ne peut sculpter ces formes délicates. Photo de Geodoxa, Cantley, Québec.
S-forms fortement altérés par les lichens dans un milieu de reforestation avancée. Photo de Geodoxa, Key River à French River.
Marques de cavitation associées aux s-forms. Le même genre de marques se forment dans les ouvrages industriel, navals ou hydroélectriques lorsque que l’écoulement d’un liquide atteint des vitesses dépassant 10m/s. Photo de Geodoxa à Cavitation Island, French River.
L’étude des traces laissées par les catastrophes contemporaines (crue soudaine, jökulhlaup et tsunami) soutient largement l’idée que les s-forms de terrain glaciaire se furent taillés par des eaux turbulentes. De plus, lorsqu’un glacier alpin recule graduellement, il dévoilera une base d’un socle rocheux dépourvu de s-forms. On y verra d’autres marques comme des stries glaciaires. Les s-forms se creuseront seulement lors de violentes débâcles d’eaux sous-glaciaires.
Geodoxa développe actuellement une collaboration avec différents instituts de recherche en hydrodynamisme à travers le monde. Les s-forms de French River attirent l’attention de ces collègues qui travaillent à mieux comprendre les vortex et la cavitation. De nouvelles connaissances sur le sujet contribuent grandement au développement de nouvelles technologies.
La connaissance des s-forms contribue à repérer les littoraux qui furent affectés par d’anciens tsunamis.
La nouvelle génération de géoscientifiques est en droit de se demander pourquoi certains glaciologues s’en tiennent à une compréhension désuète des s-forms.
Nous vous proposons une étude détaillée de s-forms dans un format accessible à tous.
Et aussi, une page détaillée sur les drumlins et les moraines.
REFERENCES
Allen, J. R. L., 1982, Sedimentary structures: their character and physical basis, Volume 2, New York, Elsevier Scientific Publishing Co., p. 253-291.
Baker V. R. and Pickup Q., 1987, Flood geomorphology of the Katherine
Gorge, Northern Territory, Australia: Geological Society or America
Bulletin, v. 98, p. 635-646.
Bryant E., 2014, Signatures of Tsunami in the Coastal Landscape. In: Tsunami, pp 35-61, Springer, Cham
Kor, P. S. G., Shaw, J. and Sharpe, D. R. (1991). Erosion of bedrock by subglacial meltwater, Georgian Bay, Ontario: a regional view. Canadian Journal of Earth Sciences, 28, 623–642.
Richardson, K., and Carling, P.A., 2005. A Typology of Sculpted Forms in Open Bedrock Channels. Special Paper 392. Geological Society of America, Boulder Colorado, 108 pp.
Sharpe, D.R. and Shaw, J. (1989). Erosion of bedrock by subglacial meltwater, Cantley, Quebec. Geological Society of America Bulletin, 101, 1011–1020.