La déglaciation au cours de l’Holocène (environ 17 000 dernières années) a eu des impacts importants sur les environnements montagneux environnants, car les glaciers se sont retirés et ont laissé dans leur sillage des reliefs distincts, tels que des crêtes de débris (moraines) déposées au niveau du museau pendant le retrait.
À cela s’ajoute le taux d’érosion des pentes de montagne « nouvellement » exposées, qui provoque des chutes de pierres, et fait l’objet de nouvelles recherches. publié dans Lettres scientifiques de la Terre et des planètes ce qui suggère que les taux d’érosion pourraient diminuer au cours des décennies/siècles les plus récents par rapport au début de l’Holocène.
Le Dr Daniel Draebing, de l’Université d’Utrecht, aux Pays-Bas, et ses collègues ont étudié les pentes du substrat rocheux des montagnes (appelées parois rocheuses) des Alpes européennes pour tester le rôle du réchauffement climatique dans ce changement des taux d’érosion. La théorie concerne une charge glaciaire réduite depuis la dernière période glaciaire maximale du Dryas plus jeune (il y a environ 12 900 à 11 700 ans), provoquant une réduction du début de tension glaciaire et donc une diminution de l’exposition des flancs escarpés des vallées à l’érosion.
En combinant des données de terrain réelles avec la modélisation, l’équipe de recherche a calculé des taux d’érosion de 1,2 à 1,4 mm/an pour une vallée alpine périglaciaire du sud de la Suisse il y a environ 9 000 à 10 000 ans, sur la base de débris à la base de la paroi rocheuse (pentes d’éboulis). , et les a comparés aux mesures modernes de taux d’érosion de 0,02 à 0,08 mm/an entre 2016 et 2019.
Plus précisément, les scientifiques ont reconstitué l’histoire du retrait glaciaire de la vallée du Hungerli, en se concentrant sur la température des parois rocheuses et sur la façon dont cela a pu affecter l’apparition du pergélisol (matériau rocheux/sol qui reste en dessous de 0°C tout au long de l’année) et la fissuration due au gel ( fissuration du substrat rocheux causée par le gel de l’eau).
Cette dernière se forme en raison d’un processus connu sous le nom de ségrégation de la glace, explique le Dr Draebing, ajoutant : « L’eau gèle en glace et la glace attire davantage d’eau vers le corps de glace, ce qui entraîne une augmentation de sa taille et produit une contrainte qui brise la roche. «
La modélisation de la fissuration due au gel au fil du temps est basée sur le pourcentage de changement de porosité du substrat rocheux métamorphisé de paragneiss et d’ardoise schisteuse à travers les fractures, alimenté par des données de laboratoire testant la résistance des échantillons prélevés sur le site d’étude.
Le pergélisol et les fissures dues au gel affaiblissent les parois rocheuses, entraînant des chutes de pierres, qui peuvent être encore exacerbées par l’activité sismique résultant de changements dans les contraintes terrestres, le « poids » d’un glacier (charge glaciaire) étant supprimé lors de la fonte.
Les relevés par balayage laser ont aidé l’équipe de recherche à enregistrer les changements dans l’activité des chutes de pierres dans la vallée de la Hungerli au cours de la période d’étude moderne, identifiant 263 événements, avec un volume maximum de 159,4 m3 pour un seul événement. De tels événements constituaient un danger pour les scientifiques lors de leurs recherches sur le terrain, le Dr Draebing déclarant : « Travailler dans des environnements de haute montagne est très exigeant pour une équipe physiquement et psychologiquement, et les chutes de pierres actives sont dangereuses, c’est pourquoi ces dangers ont dû être évalués quotidiennement. « .
Le Dr Draebing et ses collègues ont découvert que des taux d’érosion moyens plus élevés se sont produits du milieu à la fin de l’Holocène sur des pentes exemptes de glace depuis environ 10 000 ans, par rapport à l’époque moderne, et attribuent cela à une intensité élevée du pergélisol et du gel. fissuration.
Cet effet s’est encore intensifié avec l’altitude, car les parois rocheuses des montagnes au-dessus de 2 700 m ont subi une érosion plus importante que les endroits à basse altitude pendant le Dryas plus récent, avec un pic de fissuration due au gel dans les modèles. Cependant, cette tendance s’est dégradée avec le temps, avec une diminution rapide du taux d’érosion. Par exemple, au cours des cinq dernières décennies, le taux d’érosion le plus élevé enregistré sur le site, soit 50,7 mm/an, était deux ordres de grandeur plus élevé qu’au début de l’Holocène, mais il est tombé à seulement 0,58 mm/an en 2019.
Une décroissance initiale élevée, puis rapide, du taux d’érosion est postulée comme étant causée par une combinaison d’augmentation des fissures dues au gel, du dégel du pergélisol et de l’ajustement du paysage au déchargement de la glace glaciaire.
Le Dr Draebing suggère qu’il n’est pas possible de discerner lequel de ces trois facteurs est le plus dominant dans l’érosion. « Tous ces processus sont affectés par les basses températures et les précipitations (en particulier les glaciers), il n’est donc pas surprenant qu’ils se produisent à la même altitude, car la température des montagnes est fonction de l’altitude. »
« Nous avons descendu l’altitude et réalisé une étude comparable sur des zones de parois rocheuses exemptes de pergélisol et non affectées par la glaciation récente afin d’identifier le rôle des fissures dues au gel dans l’érosion et de travailler sur un système dans lequel nous pouvons exclure le pergélisol et le retrait des glaciers, tous deux. » ce qui a rendu l’analyse plus difficile.
La couverture neigeuse saisonnière joue également un rôle, avec des couches de neige plus épaisses isolant la paroi rocheuse et retardant les processus de gel-dégel. Dans l’ensemble, l’équipe de recherche conclut que les chutes de pierres fréquentes à petite échelle se produisent de préférence aux événements dévastateurs uniques à plus grande échelle résultant du retrait des glaciers.
Concernant la question de savoir si les taux d’érosion continueront à diminuer jusqu’à une future glaciation, le Dr Draebing explique : « L’érosion dépend des contraintes topographiques (telles que la raideur des pentes) et des contraintes induites par le climat (comme les fissures dues au gel, le dégel du pergélisol et le retrait des glaciers). » Le taux d’érosion va diminuer en raison du réchauffement climatique, mais les contraintes topographiques persisteront. Le taux d’érosion atteindra un équilibre probablement similaire aux taux d’érosion actuels de 0,02 et 0,08 mm/an. «
Cette recherche est importante pour comprendre le rôle que la déglaciation dans un monde plus chaud affecte les processus affectant l’érosion des roches, et donc les événements de chutes de pierres, à mesure que le changement climatique se poursuit. Outre le pergélisol et les fissures dues au gel, les événements météorologiques extrêmes peuvent également accroître l’érosion, ainsi que les tremblements de terre de grande ampleur.
L’impact que de telles situations peuvent avoir sur le paysage local et ses habitants est essentiel pour soutenir les infrastructures dont dépendent les communautés montagnardes et les stations touristiques alpines, ainsi que la faune sauvage qui lutte pour s’adapter à l’environnement changeant.
Le Dr Draebing conclut : « En raison du changement climatique, les glaciers et le pergélisol disparaîtront et les fissures dues au gel diminueront, ce qui, à long terme, entraînera une diminution des taux d’érosion. Cependant, à court terme, le retrait des glaciers et le dégel du pergélisol augmenteront les taux d’érosion. et les risques de chutes de pierres, auxquels les communautés de montagne devront s’adapter dans un avenir proche.
Plus d’information:
Daniel Draebing et al, Le réchauffement holocène des parois rocheuses alpines a diminué les taux d’érosion des parois rocheuses, Lettres scientifiques de la Terre et des planètes (2023). DOI : 10.1016/j.epsl.2023.118496
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