Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches de neige accumulées. Écrasée sous son propre poids, la neige expulse progressivement l'air qu'elle contient, se soude en une masse compacte et se transforme en glace.
Le domaine de plasticité de cette glace sédimentaire étant particulièrement étendu, un glacier se déforme et s'écoule lentement sous l'effet de la gravité le long d'une pente ou par fluage.
« Glacier » est un terme francoprovençal que l'on rencontre dès le XIVe siècle en Valais et qui dérive du latin populaire *glaciariu(m), du latin tardif glacia, du latin classique glacies (« glace », « glaçon »). À partir du milieu du XVIIIe siècle, en France, on le préfère au terme « glacière » qui était alors utilisé.
Les glaciers représentent 60 à 70 % des eaux douces de la planète, et constituent également une partie importante de la cryosphère[1]. La surface de la glace terrestre couvre près de 16 millions de km2. L'essentiel (95 %) des terres englacées se situent aux hautes latitudes (inlandsis de l'Antarctique et du Groenland)[2].
L'inventaire mondial des glaciers sur Terre établi par le Randolph Glacier Inventory répertorie 300 000 glaciers en 2024, chiffre en augmentation en raison du progrès des observations satellitaires et du réchauffement climatique qui entraîne le recul des glaciers depuis 1850, leur perte d'épaisseur et leur fragmentation.
Le réchauffement climatique d'origine anthropique a pour conséquence l'accélération de la fonte des glaciers depuis la fin du XXe siècle.
Tout comme chaque rivière est unique par ses caractéristiques, aucun glacier ne ressemble à un autre. Il est cependant possible de distinguer certaines caractéristiques récurrentes et s'appliquant de manière générale.
On distingue généralement deux zones dans un glacier[3] :
La ligne d'équilibre d'un glacier est la limite qui sépare la zone du glacier où le bilan en masse est excédentaire et la zone du glacier où le bilan en masse est déficitaire. Cette ligne d'équilibre est matérialisée durant les mois chauds par la limite entre neige persistante (les neiges éternelles) et glace apparente. La ligne d'équilibre permet de délimiter la zone d'accumulation d'un glacier[3].
Certaines sources distinguent une troisième zone, intermédiaire entre les deux premières, la zone de transport, où se produirait principalement le transport de la glace des hautes vers les basses altitudes[4].
Les couches successives de neige qui forment le glacier emprisonnent durant leur passage dans l'atmosphère poussières, pollens, polluants et piègent des bulles d'air qui conservent la teneur des gaz composant l'atmosphère à l'époque de piégeage. Ces informations font d'un glacier un véritable livre relatant l'évolution de l'atmosphère durant des centaines de milliers d'années. Des forages (Vostok en Antarctique) permettent de remonter des carottes de glace et d'analyser la composition de l'atmosphère à l'époque de la formation des strates.
Un glacier possède d'autres caractéristiques qui sont révélatrices de la topographie, du climat, de son activité érosive, de son passé :
On peut définir un bilan hydrique (ou bilan de masse) saisonnier pour un glacier.
Ce bilan fait la différence entre perte et gain d'eau, qu'elle soit sous forme liquide, solide ou gazeuse. Durant les mois les plus chauds, les précipitations sous forme de neige sont au plus bas et la remontée des températures accélère la fonte du glacier en étendant sa zone d'ablation à plus haute altitude. Le bilan hydrique du glacier est alors négatif : sa masse diminue en perdant plus d'eau qu'il n'en reçoit. À l'inverse, les mois les plus froids voient les précipitations neigeuses augmenter et la fonte atteindre son minimum. Le bilan hydrique du glacier est positif : sa masse augmente en reconstituant les stocks de glace perdus durant l'été.
Le bilan hydrique saisonnier d'un glacier définit le régime du torrent émissaire dont le flot est composé des eaux de fonte. Le débit des eaux de fonte est à son maximum les mois les plus chauds et est à son minimum les mois les plus froids. Il faut préciser que ce débit des eaux de fonte, même s'il l'influence fortement, ne correspond pas au débit du torrent émissaire qui peut être grossi par les pluies ou réduit par l'évaporation, la recharge de la nappe phréatique, le prélèvement pour les activités humaines, etc. Le débit des eaux de fonte, s'il est directement lié aux précipitations neigeuses, est beaucoup plus affecté par d'autres facteurs météorologiques (l'intensité et la durée de l'ensoleillement, les températures qui sont des variables plus stables dans l'espace et dans le temps que les précipitations), cosmiques et anthropiques (telle la présence de cryoconite, poussière nivéo-éolienne qui fait passer l'albedo de la glace de glacier de 0,2 à 0,4[5], ce qui accélère la fonte[6]). Ainsi, on peut observer des fluctuations journalières du débit des eaux de fonte : le maximum est atteint dans l'après-midi tandis que le minimum l'est en fin de nuit.
Le glacier, en jouant le rôle de réservoir d'eau douce, régularise le débit des cours d'eau en aval tout au long de l'année. Il permet ainsi à la végétation en aval du glacier de disposer de réserves d'eau constantes et d'être peu ou pas affectée par d'éventuelles périodes de sécheresse.
Un glacier commence à se déformer et est donc capable d'avancer en acquérant une certaine plasticité lorsqu'il dépasse cinquante mètres d'épaisseur. C'est aussi pour cette raison que la surface des glaciers est couverte de séracs et de crevasses : la couche supérieure correspondant aux cinquante premiers mètres du glacier ne se déforme pas mais casse.
Un glacier avance, se déplace à cause de la gravité ou se déforme, flue à cause de son propre poids. La vitesse et la direction du déplacement sont fonction de la topographie, de la température du glacier et notamment à sa base, de sa teneur en air, de la quantité d'eau liquide qu'il contient, de la quantité et de la nature des matériaux rocheux qu'il transporte, de sa réaction face à la rencontre avec d'autres glaciers, etc.
En général, plus la pente est forte et régulière, le glacier lourd, ayant une température élevée et contenant de l'eau liquide, de l'air et peu de grosses roches, plus il ira vite et inversement.
Le fait qu'un glacier soit recouvert ou non d'une couche de débris rocheux peut influencer sa vitesse d'écoulement par le biais des eaux de fonte. Ces eaux de fonte, en s'écoulant entre le glacier et les parois rocheuses, lubrifient la glace qui glisse mieux contre la roche. En comportant des débris rocheux à sa surface sur une épaisseur d'environ 2 cm ou plus, un glacier s'isole des rayonnements solaires et des températures atmosphériques, ce qui réduit par là-même la fonte de la glace à sa surface. En deçà d'environ 2 cm d'épaisseur, la présence de débris en surface augmente la fonte[7]. Disposant de moins d'eau liquide, le glacier avance moins vite que si sa glace était découverte.
La vitesse d'écoulement n'est pas la même en tout point d'un glacier. Elle varie selon la distance avec les parois et le socle rocheux et selon la position le long du glacier[8]. Plus la glace est proche des parois latérales, plus sa vitesse est réduite. Dans la zone d'accumulation et de transport, la vitesse est généralement maximale dans les profondeurs du glacier, tandis qu'elle l'est à la surface du glacier dans la zone d'ablation. Cette vitesse différentielle fait que le litage des couches de neige est horizontal dans la zone d'accumulation, puis devient vertical dans la zone de transport pour redevenir horizontal dans la zone d'ablation.
Les vitesses d'écoulement d'un glacier sont très variables. La vitesse moyenne pour un glacier classique est de l'ordre de quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres par jour. Certains glaciers (glaciers suspendus ou glaciers dits « morts ») ont une vitesse d'écoulement proche de zéro. D'autres glaciers comme les courants glaciaires peuvent avancer de plusieurs dizaines de mètres par jour. Ainsi, un glacier du Groenland, le Kangerdlugssuaq (ou Kangerlussuaq situé au sud de Nuuk) a multiplié sa vitesse par trois entre 1996 et 2005 et atteint à cette date plus de quatorze kilomètres par an soit une moyenne de quarante mètres par jour[9]. La vitesse d'écoulement d'un glacier est variable dans le temps : à l'échelle de quelques heures (pluie et fonte via la pression de l'eau sous-glaciaire par exemple), de la saison, années ou décennies (changements de masse et de bilan de masse par exemple)[8].
Le front d'un glacier peut être amené à avancer ou à reculer dans une vallée. Ces mouvements sont le résultat d'un déséquilibre entre apport de neige et fonte : lorsque le bilan hydrique annuel est négatif, le glacier entre dans une phase de recul et réciproquement.
Il faut rappeler que le recul glaciaire ne signifie évidemment pas que le glacier recule, la glace continuant d'avancer vers le bas de la vallée. Lors du recul glaciaire, la position du front glaciaire régresse peu à peu vers l'amont. La « délaissée glaciaire » (espace abandonné à la suite du recul du glacier) se nomme aussi « glarier »[10] ou « fond du glacier »[11].
Si l'apport de neige, et par conséquent de glace, est plus important que la fonte du front glaciaire, le glacier progressera dans la vallée. Ceci peut être provoqué par un refroidissement climatique et/ou une augmentation des précipitations. Les effets inverses seront à l'origine d'un retrait glaciaire. Entre 1850 et 1980, les glaciers des Alpes ont perdu presque le tiers de leur surface.
En Antarctique, de pareils phénomènes existent, les élévations de la température dans ces secteurs très froids se révélant favorables à l'augmentation des précipitations neigeuses donc à terme, à l'augmentation des volumes de glace.
Les conséquences du retrait ou de l'avancée glaciaire dans la morphologie d'un glacier peuvent être spectaculaires et radicales :
Certaines avancées du front glaciaire (jusqu'à plusieurs fois la longueur initiale du glacier) peuvent se faire avec des vitesses de plusieurs mètres par jour avec une augmentation jusqu'à un facteur 1 000 par rapport à la vitesse usuelle et ce sur des périodes très restreintes et relativement cycliques[12]. Cela arrive lors de surges glaciaires, qui n'entraînent toutefois pas nécessairement une avancée du front.
Attention aussi à ne pas confondre progression glaciaire et jökulhlaup qui sont des inondations provoquées par une vidange d'un lac subglaciaire formé au cours d'une éruption volcanique.
La plupart des glaciers alpins à travers le monde sont aujourd'hui dans une phase de retrait rapide[13] :
Des ingénieurs tentent depuis quelques années de mettre au point des techniques pour ralentir ou stopper la fonte des glaciers, voire de leur faire regagner de la masse. Ainsi, une expérience a consisté, à l'aide de nombreux forages dans la glace, à injecter de l'eau dans un glacier suisse qui était utilisé pour le ski d'été. Cette eau devait permettre au glacier de regagner de la masse en descendant moins vite dans la vallée. La technique, trop chère et pas assez efficace, a été abandonnée. En 2005, la station de ski d'Andermatt en Suisse a emballé une partie d'un glacier dans des bandes de mousse en PVC. Selon les résultats obtenus, la surface recouverte sera étendue par la suite[19]. Bien qu'elles puissent produire des résultats encourageants, ces techniques ne modifient pas la cause du problème et ne font que retarder la future disparition de ces glaciers.
La fonte des glaciers représente de 25 à 30 % de l’augmentation du niveau de la mer à l’échelle mondiale[20].
Le sixième rapport d'évaluation du GIEC constate l'accélération de la fonte des glaciers — fonte très probablement causée par l'activité humaine à partir de 1990[21] —, la décennie 2010-2019 étant celle durant laquelle leur masse a le plus diminué depuis le début des observations (elle est environ trois fois inférieure à leur masse moyenne durant la décennie 1980-1989). L'amélioration des mesures par satellite et des simulations par ordinateur permet de conclure que quasiment tous les glaciers du monde reculent[21], avec des conséquences sur le niveau des océans et sur l'approvisionnement en eau douce des populations. La masse totale des glaciers atteint ainsi son minimum depuis au moins 2 000 ans[21],[22],[23],[24]. Le GIEC anticipe que la fonte des glaciers va se poursuivre pour plusieurs décennies voire siècles (confiance très élevée)[25],[26].
Selon une étude de l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) publiée en , près de la moitié des sites du Patrimoine mondial pourraient perdre leurs glaciers d’ici 2100 si les émissions de gaz à effet de serre se poursuivent au rythme actuel[27].
En 2021, les glaciers des Rocheuses, comme le glacier Peyto, situé au nord-ouest de Banff fondent à un rythme alarmant. Les conditions météorologiques et les catastrophes naturelles de l'année 2021 (faibles précipitations de neige, vagues de chaleur extrêmes et feux de forêt) ont accéléré le processus de la fonte des glaciers[28].
Les glaciers peuvent provoquer des catastrophes liées à leur nature (eau solide et liquide), leurs caractéristiques (présence de séracs, de crevasses, etc) et leur capacité (surge glaciaire, barrage, etc).
Les glaciers peuvent provoquer :
Il existe une multitude de petits glaciers à travers le monde qui s'apparentent plus à de gros névés compactés qu'à de vrais glaciers.
Le plus long glacier du monde est le glacier Lambert en Antarctique avec plus de 400 kilomètres de longueur et près de 100 kilomètres de largeur.
Le plus grand inlandsis est celui de l'Antarctique avec 13 586 000 km2. C'est également le plus épais avec un maximum de 4 700 mètres d'épaisseur. Celui du Groenland fait quant à lui 1 700 000 km2 avec un maximum de 3 000 mètres d'épaisseur.
La plus grande calotte glaciaire est celle du Austfonna (Svalbard) avec 8 200 km2. Celle du Vatnajökull en Islande atteint 8 100 km2 et mille mètres d'épaisseur.
Le plus grand glacier de piémont est le glacier Malaspina en Alaska avec un lobe glaciaire de 3 900 km2.
Le plus grand glacier de vallée des Alpes est le glacier d'Aletsch (Suisse) avec 23,6 kilomètres de longueur en 2002.
Le plus grand glacier français est le glacier Cook (îles Kerguelen).
Le plus long glacier français de métropole est la Mer de Glace dans le massif du Mont-Blanc.
Les premières explorations de glaciers recensées (des grecs Hérodote ou Anaximandre ou de l'italien Pétrarque) sont le fait d'érudits motivés par le souci de connaissance et de soi-même[29].
La géographie du Moyen Âge jusqu'au XVIIe siècle voit les auteurs simplement mentionner les glaciers comme des éléments difficiles pour la circulation humaine[30]. En effet, le glacier est vu avec effroi à cette époque : responsable de catastrophes (inondations des torrents glaciaires, percement de poches d'eau), il est considéré par l'Église chrétienne comme un lieu où l'on expie ses péchés (procession d'âmes en peine sur les glaciers, mythe du juif errant faisant progresser le glacier)[31].
L'histoire naturelle du XVIIIe siècle inaugure l'approche scientifique alors que les glaciers sont désormais vus avec bienveillance (l'eau du glacier purge des maladies, le froid du glacier protège contre les miasmes qui viennent de l'étranger, utilisation de leurs glacières). Divers auteurs de « théories de la Terre » écrivent à son sujet. Le naturaliste Jean-Louis Giraud-Soulavie décrit en 1780 les « appareils glaciaires » dans Histoire naturelle de la France méridionale. En 1868 Viollet-le-Duc publie une Étude sur la constitution géodésique et géologique, sur sa transformation, sur l'état ancien et moderne du glacier car la glaciologie développe un vocabulaire architectural typique (fronton, dôme, gothique)[32]
Les géographes des XIXe et XXe siècles, comme les auteurs de traités de géographie physique générale (De Martonne, 1909 ; Pierre Pech et Hervé Regnauld, 1994) et certains géographes de l'École française (Jules Blache, 1933 ; Pierre Deffontaines, 1947) décrivent désormais les processus physiques à l'œuvre dans les glaciers.
Il s'agit de glaciers dont la morphologie est dépendante du relief. Ils se trouvent en général en montagne et occupent le fond des talwegs.
Les glaciers de vallée sont la représentation classique que l'on se fait d'un glacier : un bassin d'alimentation en forme de cirque au pied de pics dépassant de la neige, une masse de glace allongée occupant toute la largeur d'une vallée et un front glaciaire donnant naissance à un torrent.
Un glacier de vallée peut se former à partir d'une seule zone d'accumulation ou de plusieurs. Il peut également recevoir des masses de glaces qui proviennent de glaciers adjacents et venant grossir le flot de glace.
Exemples de glacier de vallée :
Un glacier suspendu est généralement de petite taille et est perché sur les flancs d'une montagne. Il n'est composé que d'une zone d'accumulation, parfois une courte zone de transport mais très rarement d'une zone d'ablation. La glace est évacuée par sublimation ou par chute de séracs, séracs qui peuvent donner naissance à un glacier régénéré en contrebas.
Exemples de glaciers suspendus :
Il s'agit d'un glacier dont les apports en neige sont fournis par des chutes de séracs provenant d'un glacier suspendu. Un glacier suspendu étant en général de faible superficie, les apports en neige sont limités et les glaciers régénérés sont souvent petits et ne parviennent pas à former des glaciers de vallée. Leur glace s'évacue par la sublimation ou la fonte. Le glacier régénéré est en quelque sorte la zone d'ablation d'un glacier suspendu.
Un glacier de cirque est un glacier qui occupe la totalité d'un cirque et ne le quittant pas ou très peu. Il s'agit en fait de la partie correspondant à la zone d'accumulation d'un glacier de vallée. Il possède une zone d'accumulation, une zone de transport réduite et une zone d'ablation.
Exemple de glaciers de cirque :
Il s'agit d'un glacier de vallée qui atteint la plaine au pied de la chaîne de montagne. Il possède une zone d'accumulation et une zone de transport classique mais sa zone d'ablation s'étale dans la plaine soit en digitations, soit en un lobe glaciaire plus ou moins étendu. Devant le lobe glaciaire peut se former un sandur, lieu propice à l'installation de formations glaciaires et péri-glaciaires : drumlins, eskers, kames, kettles, blocs erratiques, moraines, etc.
Exemple de glaciers de piémont :
Un glacier dont l'une des langues rejoint la mer ou l'océan est généralement qualifié de côtier. Ces situations ne se rencontrent qu'en des latitudes élevées, un tel glacier requérant une température annuelle moyenne atmosphérique au niveau de la mer approchant la température de glaciation. On en rencontre en Norvège et en Alaska où ils se jettent dans des fjords.
Exemple de glaciers côtiers :
Ce sont des glaciers qui possèdent certaines caractéristiques des inlandsis : une grande superficie, une forme aléatoire, une grande épaisseur, une pente relativement faible du substrat rocheux, une évacuation de la glace par de larges fronts glaciaires et/ou par des émissions de glaciers. Il s'agit en fait de mini-inlandsis souvent perchés au sommet de montagnes ou de volcans et en partie confinés par les sommets qui composent la montagne. Ce sont bien souvent des reliquats des grandes calottes polaires des anciennes glaciations.
Exemple de calottes locales :
Leur étendue et leur épaisseur sont tellement importantes que le relief a peu d'incidence sur leur morphologie. Ils se présentent sous la forme d'un immense amas de glace au sommet formant un plateau peu pentu percé de temps à autre par un nunatak, s'écoulant de toute part en produisant des lobes glaciaires, des digitations et des courants glaciaires.
Leur étendue est inférieure à 50 000 km2.
Exemples de calottes glaciaires :
Leur étendue est supérieure à 50 000 km2.
Il n'existe que deux inlandsis au monde :
En plus de la morphologie, on peut classer les glaciers suivant leur température. Celle-ci est évidemment fonction de l'altitude et de la latitude du glacier mais aussi de la présence ou non d'activité volcanique sous le glacier.
Pour qu'un glacier se constitue ou se maintienne, il faut que l'apport de neige excède ou équilibre la perte de glace due à la fonte, à la sublimation et au glissement de la masse d'eau gelée vers l'aval. L'altitude minimale pour l'obtention des conditions nécessaires à la formation d'un glacier varie selon le climat et la latitude d'une région.
Si elle se situe quasiment au niveau de la mer aux pôles, elle se trouve en revanche entre 2 700 et 3 500 mètres d'altitude[33] dans les Alpes et au-delà sous les tropiques (l'altitude limite reste très difficile à déterminer actuellement en raison du réchauffement climatique).
Les glaciers laissent de nombreuses traces de leurs passages dans le paysage sous forme de dépôts de toutes sortes.
Les glaciers, de par leur poids, les roches qu'ils contiennent, les eaux de fonte qu'ils produisent, la nature et la dureté du substrat sur lequel ils évoluent ainsi que de leur grande capacité de transport érodent et modèlent le paysage en laissant des formes caractéristiques de leur passage.
Les glaciers constituent un attrait touristique indéniable. De nombreuses personnes se déplacent vers les glaciers pour :
En 2012, deux chercheurs de l'Université de Fribourg et de l'École polytechnique fédérale de Zurich ont estimé grâce à un modèle informatisé, le volume total des glaciers terrestres à près de 170 000 km3. Le calcul a pris en compte 200 000 glaciers en excluant cependant les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique[34].
L'inventaire mondial des glaciers sur Terre établi par le Randolph Glacier Inventory[35] répertorie 220 000 glaciers en 2021, 300 000 en 2024, chiffre en augmentation en raison du progrès des observations satellitaires et du réchauffement climatique qui entraîne le recul des glaciers depuis 1850, leur perte d'épaisseur et leur fragmentation[36],[37].
Selon le glaciologue Jean-Baptiste Bosson, « l'Europe comptabilise près de 4 000 glaciers, un faible volume à l'échelle mondiale, mais une grande importance à l'échelle locale en raison de la masse d'eau accumulée[38] ».
Elle compte comme grands glaciers :
Il existe des glaciers sur d'autres corps planétaires :
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