Ces formes de terre servent de marqueurs diagnostiques de l'étendue glaciaire et fournissent des archives à haute résolution de la variabilité climatique passée. En étudiant les positions, compositions et structures des moraines, des tills glaciaires, des plaines de lavage et des blocs erratiques, les scientifiques peuvent reconstruire le moment et l'ampleur des progrès glaciaires et des retraites sur des dizaines de milliers d'années. Ces caractéristiques reflètent directement les changements de température, de précipitations et de circulation atmosphérique qui ont entraîné la dynamique des plaques de glace pendant la période quaternaire et les glaciations antérieures.

Qu'est-ce que les moraines?

Les moraines sont des accumulations de débris rocheux non triés, de sédiments et de sol qui sont transportés et déposés par la glace glaciaire. Elles se forment le long des marges des glaciers, dans la masse de glace, ou au terminus du glacier. Les moraines ne sont pas statiques; elles sont construites, remodelées et abandonnées au fur et à mesure que le glacier coule et fond. Leur composition va de l'argile fine aux clastes de taille de blocs, reflétant la lithologie du substrat rocheux sur lequel le glacier a passé et l'efficacité de l'érosion subglaciaire.

Les moraines latérales se forment le long d'un glacier de vallée, car les débris tombent des murs de vallée et sont transportés vers l'avant.Les moraines médianes se produisent lorsque deux glaciers se fusionnent, ce qui les rapproche d'une seule bande de débris dans la glace.Les moraines terminales marquent la plus grande avance du glacier, construite à partir de matériaux poussés devant le front de glace.Les moraines secondaires se forment pendant les pauses dans un glacier en retraite, créant une série de crêtes qui enregistrent l'éclaircie et le retrait de la nappe glaciaire.]Les moraines rondes sont un placage de till laissé à gauche au cours du paysage, tandis que le glacier fond, formant souvent un terrain en roulis, hummocky.

Types de dépôts glaciaires

Till glaciaire

Le till est un sédiment non trié, non stratifié déposé directement par la glace glaciaire sans l'action de tri de l'eau. Il contient un mélange d'argile, de limon, de sable, de gravier et de blocs. Le terme -till est souvent utilisé de façon interchangeable avec l'argile de -bull, - mais strictement parlant, le till comprend tous les matériaux libérés par la fonte de la glace. Le till basal est plâtré sous le glacier, généralement dense et compacté. L'ablation du till s'accumule sur la surface du glacier à partir de la glace de fonte et est moins compacté.

Plaines et dépôts stratifiés

Les courants d'eau qui coulent d'un glacier transportent des sédiments et les déposent devant la glace en séquences stratifiées et triées. Ces dépôts forment des plaines ou des sables (qui se composent de graviers, de sables et de limon dans des lits bien définis. Le tri et l'arrondi des particules distinguent les plaines de lavage du till. Les dépôts de lavage peuvent être étendus, s'étirant des milles au-delà des limites de la moraine. Kettles—dépressions formées lorsque les blocs de glace enfouis fondent—dédoignent les plaines de lavage, créant une topographie hummocky avec des étangs et des lacs connus sous le nom de lacs de kestle.

Erratiques

Les roches érratiques sont de grands rochers transportés par les glaciers et déposés loin de leur roche-mère source. Leur lithologie contraste souvent fortement avec la roche locale. Par exemple, les erratics granitiques trouvés sur le substrat calcaire indiquent le transport à longue distance. En traçant la source des erratics, les glaciologues cartographient les chemins d'écoulement des anciennes plaques de glace et enferment l'étendue de la couverture de glace.

Drumlins

Les drumlins sont des collines profilées en forme de larme, composées de till ou de roche-sol, alignées sur la direction du flux de glace.Ils se trouvent généralement dans des essaims appelés champs de drumlin. - Les points d'extrémité en aval, tandis que l'extrémité émoussée fait face à la direction d'où provient la glace.

Eskers

Les eskers sont de longues crêtes sinueuses de sable et de gravier triés qui se forment à l'intérieur ou sous les glaciers dans les tunnels d'eau de fonte. Lorsque la glace fond, le tunnel se remplit de sédiments, laissant une crête semblable à une serpent sur le paysage.

Kames

Les Kames sont des monticules ou des bosses de sable stratifié et de gravier qui s'accumulent dans les dépressions de la surface du glacier, comme les crevasses ou les moules, et sont ensuite laissés sur le sol au fur et à mesure que la glace fond. Ils apparaissent souvent comme des amas irréguliers et sont généralement associés à des glaces stagnantes.

Formation de moraines : processus détaillés

Moraines latérales

Les moraines latérales sont créées par l'accumulation de débris rocheux qui tombent des côtés de la vallée sur le glacier. Lorsque le glacier descend le long de la pente, il transporte ces débris le long de sa marge. Lorsque le glacier finit par se retirer, les débris sont laissés derrière comme une crête étroite et linéaire le long du mur de la vallée. La hauteur et le volume des moraines latérales reflètent l'abondance de l'approvisionnement des murs de la vallée et la durée du transport latéral.

Moraines Médiales

Une moraine médiane se forme là où se fondent deux glaciers de vallée. La moraine latérale d'un glacier rencontre la moraine latérale de l'autre, se combinant en une seule bande sombre de débris qui coule vers le centre du glacier combiné. La longueur et la continuité de la moraine médiane dépendent de la charge de débris et du débit de glace.

Moraines terminales

Les moraines terminales sont les formes glaciaires les plus importantes. Elles se forment lorsque le glacier atteint son étendue maximale et commence à fondre. Le front de glace dépose une crête de débris poussés de l'intérieur du glacier et des matériaux envahis. La taille d'une moraine terminale peut être immense – certains dépassent 100 mètres de hauteur et s'étirent sur des centaines de kilomètres, comme les moraines qui marquent la limite sud de la banquise Laurentide dans le nord des États-Unis.

Moraines professionnelles

Quand un glacier s'arrête pendant la retraite générale, il peut bulldoze une nouvelle crête de débris, connue sous le nom de moraine récessionnelle. Une série de moraines récessionlles représente un modèle de retraite progressive. L'espacement entre les crêtes successives reflète la durée des peuplements fixes et le taux de fonte de la glace. Dans les endroits où la retraite était rapide et ininterrompue, seule une moraine mince du sol reste.

Moraines du sol et la feuille de till

Contrairement aux moraines terminales ou latérales, la moraine souterraine ne forme pas une crête distincte, mais plutôt une surface ondulante. Elle est souvent riche en matériaux de roche-sol locaux et peut être parsemée de tambourins et de flûtes. L'épaisseur et la texture de la moraine souterraine fournissent des informations sur l'environnement subglaciaire : un till épais et riche en argile suggère un broyage glaciaire étendu, tandis que le till sablonneux indique une érosion moins sévère.

Lire le paysage : les dépôts glaciaires comme des archives climatiques

Les dépôts glaciaires ne sont pas seulement des piles statiques de roche. Ce sont des archives dynamiques du changement environnemental. En examinant la géométrie, la lithologie et la datation relative des moraines et autres dépôts, les scientifiques inféreront le moment et l'ampleur des oscillations climatiques. Ce champ—paleoglaciologie—combine la cartographie géomorphique, la stratigraphie, la datation radiométrique et les proxies géochimiques pour reconstituer l'histoire des plaques de glace.

La position d'une moraine terminale marque l'avancée maximale d'un glacier pendant une période de froid spécifique. Lorsque plusieurs moraines peuvent être datées à l'aide de techniques comme datation d'exposition au nucléidecosmogène (p. ex. 10Be, 26Al) ou luminescence stimulée optiquement (OSL), une chronologie des fluctuations des glaciers émerge.

Par exemple, des études menées dans les Alpes européennes ont identifié une série de complexes moraines correspondant au dernier maximum glaciaire (LGM) il y a environ 21 000 ans, suivis de peuplements fixes distincts pendant les plus anciens dryas, Bølling-Allerød interstadial et Younger Dryas inversion à froid. De même, dans l'Himalaya, les séquences moraines révèlent que les progrès glaciaires étaient largement synchrones avec des événements de refroidissement planétaires, bien que l'intensité locale de la mousson ait également joué un rôle.

Au-delà des moraines, la composition du till glaciaire peut indiquer des changements dans l'épaisseur de la nappe glaciaire. Le tissu de till basal – l'orientation des clastes – enregistre la direction et la contrainte de cisaillement du flux de glace, qui reflète à son tour la dynamique de la glace liée au forçage climatique.

Études de cas : Moraines notables et leur importance climatique

Le système de moraine de fin de la banquise Laurentide

La banquise Laurentide couvrait une grande partie de l'Amérique du Nord pendant la MLG. Sa marge sud laissait une série de moraines terminales massives qui s'étendaient de la côte atlantique aux montagnes Rocheuses. Le complexe moraine fin de la moraine dans la région des Grands Lacs comprend des crêtes proéminentes comme Marengo Moraine[ en Indiana et Morris Moraine[ en Illinois. Ces moraines ont été datées à l'aide de radiocarbones sur des techniques de matière organique et de luminescence dépassées, révélant que la banquise atteignait sa plus grande étendue autour de 26-21 ka, puis commença une retraite ponctuée qui laissa derrière des dizaines de moraines récessionuses.

Les systèmes moraines des Alpes

Les glaciers alpins sont extrêmement sensibles aux gradients de température et de précipitations.Les moraines des Alpes ont été étudiées pendant plus d'un siècle.Les LGM[ moraines en Suisse, telles que les Zürich[ et Rhône[langues glaciaires, ont été cartographiées à haute résolution.Après la ML, les Alpes ont connu plusieurs réarrangements durant la fin de la période glaciaire, notamment les Egsen stadial (similaire aux jeunes dryas).

Moraines dans l'Himalaya et le Plateau tibétain

Les hautes montagnes d'Asie abritent des milliers de glaciers qui alimentent les grandes rivières. Les séquences moraines dans l'Himalaya fournissent des indications cruciales sur le moment où les influences monsoonales et occidentales sont survenues. La vallée Bhagirathi dans l'Himalaya de Garhwal contient plusieurs séries moraines qui datent de la ML, de l'Holocène et de la Petite Age de Glace (LIA). Une constatation notable est que les avancées du glacier himalaya pendant la ML étaient plus petites que celles des Alpes, probablement en raison de précipitations mousonnes réduites. Cependant, au début de l'Holocène, certains glaciers ont progressé en réponse à la mousson intensifiée.

Conclusion

Des moraines terminales qui définissent les limites des plaques de glace à la couche subtile de till, chaque forme de terre contient des indices sur les processus et les conditions dans lesquelles la glace s'est formée, s'est écoule et s'est fondue. Au fur et à mesure que le changement climatique s'accélère, l'étude de ces dépôts prend de l'urgence. En déchiffrant les données du paysage laissées par les fluctuations glaciaires passées, les scientifiques peuvent mieux prédire comment les glaciers modernes réagiront au réchauffement continu, amélioreront les modèles de dynamique des plaques de glace et affineront les projections de l'élévation du niveau de la mer.

Comme la recherche continue, de nouvelles techniques de datation, de télédétection et de cartographie sur le terrain continueront d'extraire des informations toujours plus détaillées de ces archives climatiques froides. L'histoire du passé glaciaire de la Terre est écrite dans les crêtes et les vallées du paysage, et chaque nouvelle découverte ajoute un paragraphe au récit de notre planète en changeant le climat.

Pour plus de détails, consultez la page USGS Glacier et Icecap Resource Page[, le Centre national de données sur les neiges et les glaces, et le Guide AntarcticGlaciers.org sur les reliefs glaciaires et les dépôts.