Géométrie des réseaux hydrologiques sous-glaciaires

L'hydrologie sous-glaciaire constitue un élément majeur des interactions entre différentes enveloppes superficielles et externes : atmosphère, hydrosphère, cryosphère et surfaces continentales. À titre d'illustration, on constate depuis plusieurs années une accélération de la fonte de nombreux glaciers arctiques, liée à une augmentation des températures atmosphériques moyennes. Cette fonte se manifeste par l'augmentation du volume des bassins d'accumulation et des débits des réseaux d'eaux de fonte en surface, à l'intérieur, et à la base des glaciers (Zwally et al. 2002). Ces accumulations d'eau de fonte, leur circulation et éventuellement leur évacuation vers la périphérie des glaciers peuvent avoir des conséquences climatiques et sociétales importantes, en particulier par leurs effets sur la dynamique glaciaire elle-même (Bartholomew et al., 2010), sur les apports d'eau douce à l'océan global (Dyurgerov 2003), sur le déclenchement de crues catastrophiques (Vincent et al. 2012) et sur la disponibilité de la ressource en eau (Dyurgerov 2003). Les eaux sous-glaciaires ont aussi un rôle important dans la production et l'exportation de sédiments dissous ou en suspension et dans le façonnement des reliefs et des accumulations sédimentaires. Les paléoconduits d'évacuation des eaux sous-glaciaires (vallées-tunnels, par exemple) ont enfin un intérêt économique puisqu'ils peuvent constituer des réservoirs d'hydrocarbures.

Afin de mieux comprendre ces effets, il est indispensable d'avoir une vision précise du système de circulation des eaux de fonte glaciaires, en particulier à l'interface entre la glace et son socle. Nous menons depuis 2011 des travaux dans ce sens, visant à caractériser la géométrie de ces réseaux sous-glaciaires à toutes les échelles (profondeur et largeur d'incision, profil en long et en travers, connectivité, etc) sur différents exemples terrestres (Arctique canadien et sibérien, Islande, Antarctique) et planétaires (Mars). Les régions récemment déglacées, particulièrement dans l'Arctique, offrent en effet l'opportunité de caractériser la géométrie et la dynamique des systèmes hydrologiques sous-glaciaires grâce aux marqueurs géomorphologiques et sédimentologiques d'écoulements d'eaux de fonte à la base de glaciers disparus, dont les réseaux sont aujourd'hui accessibles à l'observation sur le terrain. Nous souhaitons donc continuer, dans les prochaines années, à étudier ces systèmes dans différentes régions arctiques qui ont en été englacées dans le passé, mais dont la déglaciation a permis la mise à jour des formes d'érosion et de sédimentation liées aux circulations d'eaux sous-glaciaires.

Olivier Bourgeois, Stéphane Pochat. LPGNantes