UC Berkeley
Pendant plus d’un siècle, les géomorphologues ont cherché une explication mécaniste à la formation des cirques alpins, les bassins en forme de théâtre au fond des vallées et creusés dans les flancs des montagnes comme le Cervin. Il est entendu que les glaciers des cirques affouillent leurs lits et sapent leurs parois de tête, mais les preuves permettant de contraindre les modèles ont été insaisissables. Je présente ici des mesures sur le terrain et des analyses numériques d’un petit glacier de cirque alpin qui font progresser notre compréhension de la formation des cirques. Mon site de campagne, le glacier West Washmawapta, se trouve dans un cirque sculpté dans la montagne Helmet, et mesure environ 1 km de long et 1 km de large, avec une profondeur maximale d’environ 185 m. Le glacier et les murs du cirque environnant ressemblent à un fauteuil inclinable, avec des sections abruptes de la tête et des pieds reliées par une étendue centrale plus plate. Je démontre que la vision dominante des glaciers du cirque – dans laquelle la masse de glace tourne rigidement au-dessus d’un lit arqué – n’est pas applicable. Au lieu de cela, le glacier se comporte un peu comme de plus grands systèmes glaciaires tempérés, avec des contraintes basales qui tendent vers 105 Pa partout. Le cloisonnement entre la déformation interne et le glissement basal est fonction de la variation spatiale du flux de glace et de la géométrie du bassin. Les taux de glissement basal sont minimaux sous le centre du glacier, dans la partie la plus profonde de la cuvette du cirque. Le long de la marge nord et au-dessus du côté stoss du riegel, cependant, le glissement basal représente plus de 50% de la vitesse de surface. La forme de cirque « classique » trouvée à Helmet Mountain est maintenue par l’érosion du lit du glacier et le transport de débris meubles loin du mur de tête par le glacier. En utilisant une approche de budget sédimentaire, nous montrons qu’au cours des derniers siècles, le cirque s’est allongé et approfondi à des taux à peu près équivalents de l’ordre de 1 mm/an. En 2007, nous avons mesuré un flux sédimentaire de cours d’eau proglaciaire compris entre 70 et 1840 tonnes par an à la sortie du bassin, dont un tiers a quitté le cirque en deux jours au début de la saison de fonte. À l’aide d’une combinaison de mesures télédétectées et sur place, j’estime que le recul subaérien de la paroi frontale s’est produit à environ 1,3 mm / an (0,2 à 5 mm/ an). Je propose que les pentes raides du socle rocheux caractéristiques du mur de tête, qui favorisent les chutes de pierres et les avalanches de neige, résultent de la fragmentation par la fracture de la roche et l’arrachage glaciaire dans le bergschrund. Une série de mesures environnementales effectuées dans le bergschrund pendant près de deux ans démontrent que les températures sous-gel, plutôt que les fluctuations diurnes au-dessus et en dessous de zéro, sont la norme. J’utilise mes mesures de température, couplées à une description numérique de la fracture de la roche par ségrégation de la glace, pour montrer que le bergschrund est un environnement favorable à l’éclatement de la roche. Ce n’est qu’à l’intérieur du bergschrund que l’altération périglaciaire et l’entraînement glaciaire peuvent conspirer pour saper le mur de tête et jouer ainsi un rôle central dans le développement du cirque.