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Datation des glaciations quaternaires PDF Imprimer Envoyer
Écrit par Claude Beaudevin   
Samedi, 16 Février 2019 19:09
Version du 28 mai 2019

Nous ferons débuter cette page par un examen de formes de relief des environs du col d'Ambellarte, dans les Alpes Maritimes.

Le col d'Ambellarte dans les Alpes-Martimes

Le col d'Ambellarte dans les Alpes Maritimes (carte Geoportail)

Cette carte ne montre aucun relief particulièrement remarquable. Par contre, sur la vue aérienne qui suit, centrée, elle aussi, sur le col d'Ambellarte, on remarque la présence de formes en demi-cercle, semblable à celles que nous avons appelées, ailleurs dans notre site, des « fers à cheval ». En général, les fers à cheval ne sont pas visibles sur les cartes IGN, du fait de leur faible élévation au dessus des terrains environnants, ce qui est le cas ici pour la carte Géoportail. Aussi avons-nous utilisé, pour rendre plus visibles les fers à cheval, la vue aérienne du même secteur au 1/17055. La régularité de leur forme et leur grande dimension sont tout à fait exceptionnelles dans les paysages.

Le col d'Ambellarte dans les Alpes-Maritimes

Le col d'Ambellarte dans les Alpes Maritimes (vue Geoportail)

Un seul phénomène nous semble en mesure d'avoir créé des formes aussi régulières et d'aussi grandes dimensions, il s'agit du dépôt de la moraines frontale d'un glacier, ou plutôt de ce qu'il en reste après le passage de centaines de milliers d'années. Nous avons montré d'ailleurs dans d'autres pages de notre site que ces fers à cheval sont effectivement constitués par les délaissés morainiques de moraines frontales d'anciens lobes glaciaires.

Rappelons que nous avons appelé « délaissés morainiques » ce qui subsiste, à l'heure actuelle, de ces anciennes moraines, compte tenu des modifications qu'elles ont subies depuis la disparition des glaciers, c'est à dire :

      • érosion karstique très faible des blocs de la moraine, si leur composition s'y prête, ainsi que nous l'avons vu à la page l'érosion karstique et les clapiers ,

      • remplissage des vides entre les blocs de la moraine par des éléments fins amenés par le vent, enfin

      • enfin, couverture par une végétation rabougrie, du fait de la pauvreté d'un tel terrain.

Les formes en fer à cheval de ces délaissés morainiques caractérisent classiquement les lobes de glaciers à la fin d'une phase d'expansion, en particulier à la fin des pléniglaciaires. À titre d'exemple, voici le lobe du glacier du Pré de Bar (Val Ferret) photographié vers 1980, où la forme convexe est bien visible. Actuellement, après le recul général des glaciers, cette forme typiquement glaciaire a disparu.

Le glacier de Pré de Bar dans le Val Ferret italien

Le lobe terminal du glacier de Pré de Bar dans le Val Ferret italien

Les dimensions de ce lobe du glacier du Pré de Bar sont, bien entendu, plus faibles que celles de nos fers à cheval.

La même forme en demi-cercle un peu écrasé se retrouve dans la partie terminale du lobe d'un glacier islandais actuel, le Hofsjökull. Ses dimensions sont plus grandes que celles du fer à cheval du col d'Ambellarte, en particulier sa largeur qui atteint les trois kilomètres.

Le lobe terminal du glacier Hofsjökull en Islande
Le lobe terminal du glacier Hofsjökull en Islande

Ces deux exemples montrent que la forme en fer à cheval des lobes est valable quelles que soient leurs dimensions.

Revenons à notre vue du col d'Ambellarte :

Le col d'Ambellarte dans les Alpes-Maritimes
Image sensible au passage de la souris
Le col d'Ambellarte dans les Alpes Maritimes (vue Geoportail)

Ces forme en demi-cercle sont typiques de moraines de lobes de glacier. Mais quels sont les glaciers qui ont déposé ces moraines frontales ?

Une étude détaillée du cours des glaciers pendant la Glaciation Maximum (qu'il serait trop long de relater ici), basée sur les altitudes fournies par les délaissés morainiques, nous a montré que le fer à cheval d'environ 600 m de diamètre située dans la partie gauche de l'image précédente, que nous appellerons ici « fer à cheval Ouest du col d'Ambellarte », est le délaissé morainique de la moraine frontale de l'émissaire du glacier du Var qui remontait le vallon de Toasquet (voir carte en début de page).

Quant à l'autre fer à cheval, celui situé dans la partie droite de l'image précédente, de diamètre environ 350 m, que nous appellerons ici « fer à cheval Est du col d'Ambellarte », la même étude détaillée du cours des glacier et son orientation montre qu'il s'agit du délaissé morainique de la moraine frontale du glacier de la Vésubie, après que les glaces de celui-ci aient contourné par le sud la crête de la Madone d'Utelle.

Dans les deux cas, notre méthode des délaissés morainiques montre que ces altitudes sont celles atteintes lors du plénlglaciaire. Mais ne pourrait-on imaginer que ces fers à cheval se soient formés, non au pléniglaciaire, mais quelques milliers d'années plus tard, au cours d'un stade de retrait du glacier ?

Cette hypothèse ne nous semble toutefois pas envisageable, du fait du volume important de matériaux qui constituent les fers à cheval. Un volume aussi important nous paraît avoir nécessité la présence d'un glacier pendant une longue durée, compatible avec la durée d'un pléniglaciaire, mais incompatible avec celle, de durée beaucoup plus faible, d'un stade de retrait.

Enfin, les versants qui dominent le col d'Ambellarte présentent de nombreux délaissés morainiques. Utilisés de la manière décrite dans notre page la méthode des délaissés morainiques, ils indiquent les altitudes maximum atteintes par les glaces lors du pléniglaciaire de la Glaciation Maximum :

 

Rappelons que l'utilisation des adresses W3W (3 mots séparés par un point) permet de reporter un lieu sur les cartes Geoportail par un simple copier/coller de ces 3 mots sur ces cartes,

à condition de ne pas modifier au collage la ponctuation existante lors de la copie.

Les cartes Geoportail montrent que la crête du fer à cheval Ouest du col d'Ambellarte s'élève à une altitude comprise entre 890 m et 1030 m, cependant que celle de la crête du fer à cheval Est, suivie par le sentier GR5 Variante, s'abaisse de 989 m à 966 m.

Mais, d'autre part, sur les deux rives du vallon du Toasquet (voir carte en début de page), nous rencontrons quelques délaissés morainiques qui nous fournissent des altitudes de surface glaciaire supérieures à ces valeurs, par exemple 1159 m au Collet d'Huesti (W3W tentant.rincer.rachat) et 1090m au-dessus des Barres de Calou (W3W nerf.trinquer.creuser), à l'extrémité ouest de la Crête de la Madone, soit une centaine de mètres au-dessus des crêtes des fers à cheval. Plus haut n'existe plus aucun délaissé morainique, ce qui confirme que leurs altitudes représentent effectivement l'altitude la plus élevée atteinte par le glacier au cours du pléniglaciaire de la Glaciation Maximum.

D'où peut provenir cette différence d'une centaine de mètres, alors que les uns comme les autres de ces sites témoins ont été créés pendant le pléniglaciaire de la Glaciation Maximum ?

Nous avons rencontré le même problème en d'autres endroits des Alpes et nous l'avons attribué à une avancée de courte durée des glaciers au cours du pléniglaciaire. Nous avons nommé cette courte phase d'avancée « phase d'extrême avancée du pléniglaciaire », et nous lui imputons la formation de ces dépôts d'altitudes supérieures d'une centaine de mètres à l'altitude atteinte par les glaces au pléniglaciaire.

Nous citerons quelques exemples de dépots créés lors de "phases d'extrême avancée du pléniglaciaire" :

      • les dépôts de la Grande Corniche, au-dessus de Nice, décrits dans notre page  le glacier du Paillon , que nous datons du pléniglaciaire de la Glaciation Maximum.

      • le dépôt, bien connu des géologues grenoblois, qui s'est produit, dans la région de Grenoble, au lieu-dit l'Espagne où le glacier de l'Isère s'est élevé un instant au-dessus du niveau atteint ici lors du pléniglaciaire du Würm.

      • Un arc morainique proche de Saint Siméon de Bressieux (Isère), décrit dans la notice de la carte géologique de Beaurepaire comme étant « par définition » rissien, alors qu'au Würm il était à portée du glacier d'extrême avancée pléniglaciaire de cette glaciation.

Quelques autres exemples de phase d'extrême avancée du pléniglaciaire sont décrits un peu plus bas dans cette page.

On remarquera que toutes ces phases d'extrême avancée du pléniglaciaire se sont produites au cours des glaciations du Würm et du Mindel. On peut d'ailleurs se demander si le Riss a réellement existé et si les rares dépôts qui lui sont attribués ne se sont pas en réalité produits lors de la phase d'extrême avancée pléniglaciaire du Würm.

Dans tous les cas, ces dépôts les plus élevés sont beaucoup moins importants en volume que ceux créés, un peu plus bas, lors du pléniglaciaire. Ceci montre qu'ils ont été produits au cours d'une période de temps plus courte, au début du pléniglaciaire, notre « phase d'extrême avancée du pléniglaciaire ». Nous en donnons d'autres exemples dans notre page le glacier du Paillon.

Ce phénomène de "phase d'extrême avancée du pléniglaciaire" nous avait échappé jusqu'au moment où la méthode des délaissés morainiques nous a permis d'atteindre une plus grande précision dans l'évaluation des altitudes.

Reste à préciser l'âge de la Glaciation Maximum

Au début de notre étude, nous avons utilisé le schéma classique des glaciations, dû à A. Penck et E. Bruckner, basé sur l'étude des terrasses du Danube et qui, pour un site de vulgarisation comme le nôtre, présentait le mérite d'être largement répandu dans le public et de plus, d'être utilisé sur les cartes géologiques actuelles ainsi que dans leurs notices d'accompagnement.

Périodes des glaciations quaternaires par Penck et Bruckner

Dans un premier temps, nous avons pensé que l'extention maximum des glaciers, que nous avons désignée par le terme Glaciation Maximum, s'était déroulé au cours de la glaciation du Mindel.

Mais ce schéma des glaciations quaternaires est très approximatif et les utilisateurs actuels ont tendance à utiliser à sa place la notion de « stades isotopiques » introduite tout d'abord vers 1974 par Shackleton et Opdike, puis précisée ultérieurement, en particulier par l'Université de Cambridge.

Stades isotopiques d'après Shackleton et Opdike, 1973

d'après Shackleton et Opdike, 1973

"D'une manière très générale et bien qu'un tel décompte s'avère délicat, géologues, géochimistes, paléontologues et sédimentologues dénombrent 28 âges glaciaires pour la période située entre - 3,25 millions d'années et - 650 milliers d'années, avec une périodicité dominante de l'ordre de 93 000 ans."

Datation de la Glaciation Maximum sur l'Echelle de l'Université de Cambridge version 2016

Plus récemment, pour situer l'époque de la Glaciation Maximum, nous avons adopté l'échelle chronostratigraphique du Quaternaire établie par les Universités de Cambridge, d'Utrecht et d'autres organismes de recherche. Cette version, datée de 2016, comporte l'indication de très nombreux stades (106 au total) ainsi qu'une échelle des temps très précise s'étendant sur 2,7 millions d'années. A noter que cette version 2016 présente quelques différences notables avec les versions précédentes.

Dans l'extrait ci-dessous, les numéros des stades figurent dans la colonne Marine Isotope Stages ainsi que leur âge en Ma (millions d'années). L'examen de cette colonne montre que les glaciations des stades 12 et 16 ont été les plus importantes et que leur intensité était à peu près la même.

Global chronostratigraphical correlation table for the last 2.7 million years (v. 2016a) Extrait

Vue complète du tableauVue complète du tableau

Cette échelle chronostratigraphique montre un changement du rythme de succession des stades débutant aux environs de 1 million d'années : avant cette époque, les températures variaient selon un rythme rapide, avec des températures variant relativement peu. Plus tard, le rythme s'est ralenti en même temps que les températures minimum atteintes au cours des différents stades étaient plus faibles.

Cette date de 1 million d'années nous semble marquer approximativement le début des glaciations, au nombre de 6 jusqu'à nos jours (ne pourrait-on d'ailleurs relier ce début des glaciations classiques à l'inversion du magnétisme terrestre MATUYAMA/BRUNHES survenue à peu près à cette époque ?).

Recherche de l'âge de la Glaciation Maximum

Notons au passage que, si la répartition des températures au cours d'un stade peut étre identique tout autour du globe, il n'en est pas de même pour les conditions locales, climatiques et géographiques, qui ont une action marquée sur l'importance des glaciers et qui, elles, varient d'un lieu à un autre, mais qu'il ne nous est pas possible de prendre en compte.

Voyons comment l'utilisation des lignes qui précèdent permettent de situer sur cette échelle stratigraphique la création des fers à cheval du col d'Ambellarte et donc de déterminer l'âge de leur formation.

Les valeurs figurant dans la colonne Marine Isotope Stages nous permettent de situer la Glaciation Maximum aux environs, soit de 420 000 ans pour le stade 12, soit de 620 000 ans pour le stade 16. Ces stades se sont succédés à quelque 200 000 ans de distance avec des intensités très proches.

Nous pensons que, dans la réalité, les dépôts constitutifs des fers à cheval ont effectivement eu lieu en deux occasions, quoique probablement pas avec exactement la même intensité. Il nous est impossible, sur la base des documents que nous possédons, de déterminer quelle glaciation a été la plus importante des deux stades 12 et 16. Nous les classerons donc ex aequo et le fer à cheval Ouest du col d'Ambellarte est donc pour nous un délaissé morainique commun aux deux glaciations.

Il nous semble alors logique de penser qu'au cours des quelque 200 000 ans qui séparent les deux glaciations, une érosion, même limitée du fait de l'altitude et du climat, s'est attaquée aux dépôts de la glaciation 16. De plus, ceux-ci se sont tassés et, lors de la glaciation 12, nous pensons qu'ils ont été recouverts par les éléments rocheux emportés à la surface du glacier. Il est difficile en pareil cas d'attribuer un âge à ce fer à cheval. Il nous semble que l'âge de 240 000 ans constitue le choix le plus raisonnable et nous l'avons adopté.

Quel que soit d'ailleurs le stade que l'on retient pour la Glaciation Maximum, le niveau des glaciers a certainement varié quelque peu au cours de son pléniglaciaire. Nous pensons donc que c'est lors de la phase d'extrême avancée de leurs pléniglaciaires, évoquée plus haut dans cette page, que les glaciers ont atteint leur extension maximum.

Toutefois, ne pourrait-on penser que ces fers à cheval d'Ambellarte, datent, non du pléniglaciaire d'une glaciation, mais d'un stade de retrait de cette glaciation, quelques milliers d'années plus tard ?

Cette hypothèse ne nous semble pas plausible, du fait du volume important de matériaux qui constituent ces fers à cheval. Un volume aussi important nous paraît avoir nécessité la présence d'un glacier pendant une longue période, compatible avec la longue durée d'un pléniglaciaire, mais incompatible avec la durée beaucoup plus faible d'un stade de retrait.

En résumé, nous considérerons donc comme probable que la formation des deux fers à cheval du col d'Ambellarte date de 420 000 ans.

De l'utilisation des « fers à cheval »

Voici quelques autres exemples de fers à cheval qui confirment l'existence de la phase extrême d'avancée du pléniglaciaire.

Le fer à cheval des Gaudilles dans la Drôme

Le premier exemple est celui du fer à cheval des Gaudilles, dans le sud du Vercors.

Les fers à cheval des Gaudilles près de Combovin dans la Drôme

Image sensible au passage de la souris
Les fers à cheval des Gaudilles près de Combovin dans la Drôme

La vue aérienne Geoportail ci-dessus montre, dans sa partie supérieure gauche, un fer à cheval formé d'arbres et très bien marqué (W3W ailier.bananier.similaire), à l'altitude de 849 mètres, que nous apellerons ici fer à cheval Nord.

Au sud-est de celui-ci, dans la partie inférieure droite de la vue, une ligne courbe, à peine visible dans la végétation, est un autre fer à cheval, d'adresse (w3w troupe.diacode.huméral) à l'altitude de 897 mètres, nommé ici fer à cheval Sud Est.

Ces deux fers à cheval présentent la même orientation. Tous deux provenaient du secteur sud-sud-ouest.

Nous pensons qu'ils ont été créés, à des époques peu différentes, par le même appareil qui descendait le versant ouest de Côte Blanche. Leurs altitudes très voisines, montrent qu'il s'agit là d'un exemple de gémellité (nous appelons gémellité un ensemble de deux reliefs voisins, appartenant au même type et qui se situent à des altitudes peu différentes). Ici, les altitudes des deux fers à cheval sont sensiblement les mêmes, mais le fer à cheval Nord s'est produit avant le fer à cheval Sud Est, et non l'inverse, car dans ce cas, ce dernier aurait été détruit.

Cela renforce la probabilité d'existence d'une phase extrême d'avancement du pléniglaciaire définie plus haut dans cette page et citée dans notre page sur le glacier du Paillon.

Les fers à cheval des fermes Marquet et Mourras

Voici un autre exemple de gémellité, les fers à cheval des fermes Marquet et Mourras, situés également dans le sud du Vercors, près du Pas de Badoye, qui vont nous confirmer encore l'existence d'une phase d'extrême avancée du pléniglaciaire.

Les fers à cheval de la ferme Marquet dans le sud du Vercors

Image sensible au passage de la souris
Les fers à cheval des fermes Marquet et Mourras, dans le sud du Vercors

Le fer à cheval de la ferme Marquet (W3W soupons.constituer.réjouir), formée d'arbres plus importants, se situe à 754 m d'altitude ; son orientation montre que le glacier qui l'a formé provenait du secteur nord-nord-ouest. C'était une diffluence du glacier qui occupait la vallée de l'Isère, diffluence qui remontait le vallon de la Véore (hors image).

La photo suivante montre, près de la ferme Marquet, des alignements de petits buis, visibles également sur la vue précédente, qui coiffent des cordons de pierres qui, selon nous, sont les délaissés successifs de la moraine latérale rive droite du glacier. Ils sont en effet orientés selon un azimut légèrement inférieur à 340°, angle d'avancée du glacier.

Alignements rectilignes de buis dans la vallée de Boussière (Drôme)

À un millier de mètres au sud de celui de la ferme Marquet, voici le fer à cheval de Mourras (W3W collante.dallage.rosbif), identifiable sur la vue aérienne au 1/2132 ci-après et dont l'altitude est de 754 mètres, soit la même altitude que celle du fer à cheval de la ferme Marquet. Pour plus de visibilité, nous avons souligné sur cette vue le tracé de ce fer à cheval, créé par un glacier qui provenait du secteur nord-nord-ouest, le même que celui qui a engendré le fer à cheval de la ferme Marquet.

Les fers à cheval de la ferme Mourras dans le sud du Vercors

À l'intérieur du fer à cheval, un examen in situ nous a montré que le terrain est plus pauvre qu'à l'extérieur, car il n'a pas été cultivé, ce que nous expliquons par le fait que les éléments argileux de la moraine, soumis aux érosions postglaciaires, ont été lessivés. Nous pensons que ce fer à cheval se situe à la position extrême atteinte par le glacier au cours de la phase d'extrême avancée du pléniglaciaire.

On retrouve bien là les deux phases du pléniglaciaire que nous avons déjà signalées dans notre site, avec la même disposition que dans les autres fers à cheval de la région, c'est-à-dire que cette position extrême a été occupée au début du pléniglaciaire car, si ce n'était pas le cas, les délaissés morainiques de la ferme Marquet auraient été détruits.

Un exemple plus remarquable encore est fourni par les dépôts sur la Grande Corniche, étudiés dans notre page le glacier du Paillon dans les Alpes-Maritimes.

Une généralisation à l'ensemble du globe peut-elle être envisagée ?

Nous pensons que c'est effectivement possible, car les conclusions de l'Echelle Chronostratigraphique des Universités de Cambridge et d'Utrecht s'appliquent dans leurs grandes lignes à l'ensemble du globe terrestre. Si l'hypothèse que nous exposons plus haut se révélait exacte, elle pourrait s'appliquer également à l'ensemble du globe. Il devrait ainsi être possible de trouver, dans d'autres régions, des exemples de telles variations du niveau des glaciers au cours de certains stades isotopiques, peut-être les mêmes que ceux cités ci-dessus.

Il est nécessaire pour cela de disposer de vues aériennes ou satellites d'aussi bonne qualité qu'en France. Au cours d'une brève incursion en Italie, nous avons utilisé conjointement :

      • les vues aériennes de Google Earth Pro,

      • les cartes de Google Maps,

      • l'éventail de cartes offerts par le programme What3Words,

pour suivre l'extension du glacier de la Doire Baltée jusque dans les environs de Rivoli où se trouvait son extrémité lors de son extension maximum.

C'est là que se situent les deux lacs jumeaux d'Avigliana, un bel exemple de gémellité. Nous pensons que le Grand Lac d'Avigliana (à gauche sur la photo) a été créé au pléniglaciaire de la Glaciation Maximum, alors que le Petit Lac l'a été pendant la phase d'extrême avancée du pléniglaciaire de cette Glaciation Maximum.

Les lacs d'Avigliana près de Turin en Italie

Les lacs d'Avigliana près de Turin en Italie
Photo Elio Pallard (Wikipedia)

En conclusion, nous pensons que d'autres études analogues à la nôtre pourraient permettre en particulier de préciser l'époque où sévissait sur notre globe la Glaciation Maximum.

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Mise à jour le Samedi, 08 Juin 2019 16:05