Périglaciaire

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Le périglaciaire (composé du grec ancien περί peri 'autour' et du latin glacies 'glace') décrit en géographie physique et en géologie l'effet de façonnage du paysage du gel et les processus géomorphologiques qui l'accompagnent associés à la neige, à l'eau qui coule et au vent. [1]Les divers processus géomorphologiques qui se produisent dans les zones non glaciaires sont façonnés par le dégel et le gel de la glace au sol, qui peuvent être permanents, saisonniers ou quotidiens. L'effet de gel doit être d'une intensité telle qu'il puisse être détecté dans le paysage. Les zones de paysages périglaciaires se trouvent principalement dans des climats de toundra continentale . L'adjectif périglaciaire caractérise à la fois les conditions climatiques correspondantes et les processus géomorphologiques qui se déroulent dans ces conditions. Les hautes montagnes entre le subarctique et les tropiques intérieurs pointent également entre la limite des neiges et la limite des arbresles paysages où se déroulent les processus périglaciaires ; [2] ces zones, dans lesquelles des écoulements de sol ( solifluction ) se forment en raison de sommes de précipitations plus élevées et d'une plus grande énergie de relief , sont souvent appelées stade de solifluxion (= "stade périglaciaire"). Tout comme dans la toundra, le développement du sol et de la végétation avec des adaptations spécialisées des plantes ( végétation des débris de givre alpin , communautés des vallées enneigées ) est indiqué. [3] [4]

Le terme périglaciaire

Le terme "périglaciaire" a été inventé par Lozinski [5] en 1909 et était destiné à décrire les processus géomorphologiques et les formes de surface qui en résultent à proximité immédiate des glaciers. Ce lien spatial étroit avec le voisinage immédiat des glaciers ne fait plus partie de la définition aujourd'hui, puisque le facteur décisif du périglaciaire est la glace de sol permanente, saisonnière ou diurne. Le gel et le dégel du sol par les changements de gel déterminent alors la morphodynamique périglaciaire. Les zones dominées par le gel peuvent se trouver très éloignées de la glaciation actuelle ou ancienne, comme en Sibérie centrale. Le terme périglaciaire, devenu trompeur du fait de ce changement de sens, est retenu car les tentatives d'une nouvelle terminologie (en particulier Washburn : « géocryologie » [6] ) ne peuvent prévaloir.

Dans les années 1960, le terme est redéfini par Tricart et Cailleux [7] et Péwé [8] . Leur définition a des répercussions à ce jour : ces auteurs ont lié le terme « périglaciaire » à la présence de pergélisol . Cela avait l'avantage que les limites des zones périglaciaires pouvaient être déterminées relativement facilement. Dans la littérature géomorphologique générale de langue allemande, cette définition a également été partiellement conservée, [9] [10] mais elle est maintenant unanimement rejetée parmi les experts, [11] [12] [13] ce qui correspond également à la littérature internationale . [14][1] La raison de ce rejet peut être trouvée dans le fait que deux des processus géomorphologiques les plus importants ( gélifluction et cryoturbation , voir ci-dessous ) considérés par tous les auteurs comme périglaciaires ne sont clairement pas limités aux zones à pergélisol.

Ainsi, aujourd'hui la majorité du périglaciaire se définit en fonction de l'occurrence d'au moins ces deux processus. Cependant, bien que cela conduise à une définition cohérente par rapport aux séquences et processus géomorphologiques, il est difficile de tracer une frontière exacte, car contrairement à l'observation aléatoire de deux ans du permafost, des mesures complexes des événements de processus maintenant être requis. Bien que des formes de surface très spécifiques résultent des processus mentionnés, il est souvent difficile de décider si elles ont été créées récemment ou dans des conditions préhistoriques, autrefois périglaciaires. [15]

L'ambiguïté du terme a conduit à diverses tentatives pour séparer des aspects partiels du complexe global du périglaciaire par de nouveaux noms. Ainsi, le terme «paraglaciaire» a été introduit pour le voisinage immédiat des glaciers, dans lequel, en plus du périglaciaire i. e. S. également la formation glaciaire et leurs effets à longue distance par l'eau de fonte jouent un rôle important [16] . Dans le jargon technique allemand, le terme "périglaciaire" est utilisé pour résumer les processus périglaciaires. Cependant, aucun de ces termes ne s'est imposé.

conditions

Péninsule sur la côte de l'océan Arctique, région du delta du Mackenzie. Un troupeau de caribous broute dans les grands polygones de coins de glace.
Détail de l'intérieur d'un pingo avec glace injectée. Ce n'est pas un coin de glace.

Pour la morphodynamique périglaciaire, la température n'est que conditionnellement le critère décisif. L'humidité du sol, la lithologie des roches, la texture du sol et la distribution des roches de la taille d'un régolithe sont essentielles pour que les phénomènes de gel aient un effet définissant le paysage. Les changements de gel de la température de l'air et du sol ne sont donc que des variables physiques représentatives des cycles de gel-dégel dans la glace du sol, qui ont souvent été prises comme variables déterminantes en raison de leur mesure plus simple. La production, la présence et la fonte de la glace de sol sont des paramètres réels qui ne peuvent être déterminés par un simple critère de température. Les interactions avec les changements de gel ne sont transférées aux processus périglaciaires que via certaines propriétés du sol.

processus périglaciaires

Deux pingos en système fermé dans le delta du Mackenzie. Le bois flotté le long des rives est facile à repérer et très commun.
"Pingo en système fermé" effondré dans le delta du Mackenzie (hélicoptère comme échelle). Les contours du lac vidé (cause du pingo) sont encore bien visibles.

Les processus périglaciaires sont caractérisés par un sous-sol gelé en permanence ou de façon saisonnière. En été, la couche arable est dégelée ( dégel du sol ) et donc sensible aux processus d'érosion fluviale , à l'auto -mouvement des masses et, en cas de sécheresse plus importante, également à la déflation . Ces processus créent des sédiments caractéristiques et des éléments géomorphologiques.

Les processus peuvent être divisés en ceux qui sont associés à un déplacement nul ou au plus faible du substrat, c'est-à-dire qui sont essentiellement limités à un relief plat :

  • gélifraction ,
  • cryoturbation par soulèvement gélif ,
  • le retrait profond du gel dans le sol du pergélisol , qui entraîne des pertes de volume à des températures de glace inférieures à environ −20 °C,
  • Intrusion de glace , ce qui signifie que le volume poreux du sédiment affecté n'est plus suffisant pour accueillir le volume de glace augmenté par le gel, de sorte que des lentilles ou des couches de glace se forment, qui exercent une pression sur les substrats environnants au fur et à mesure de leur croissance (poussée et compression du gel) ; avec des apports en eau forts (sédiments lacustres gelés à forte épaisseur et forte teneur en eau) et surtout soutenus ( artésiens ou thermiques ), de grandes formes ( pingos ) peuvent également se développer,
  • Formation de glace ségrégée , au cours de laquelle des lentilles ou des couches de glace se forment dans le substrat en raison de la migration hygroscopique de l'eau interstitielle vers le front de congélation, ce qui peut intensifier considérablement les effets de l'intrusion de glace,
  • thermokarst ,

et dans les procédés avec déplacement spatial de matière, c'est-à-dire sur des pentes en pente ou en pied de pente, où les influences d'une pente proche ont un effet, ou sur des zones exemptes de végétation qui offrent des opportunités d'attaque par le vent :

Formes périglaciaires

Les formes périglaciaires au sens strict sont celles qui ne se présentent sous cette forme que dans les zones périglaciaires et sont étroitement liées au moins au gel saisonnier au sol :

  • plancher de modèle de givre ,
  • fond de sac ,
  • Thufur (isl.), Un monticule arrondi atteignant 2 m de diamètre et ½ m de haut, qui a généralement un noyau de glace ségrégée qui a arqué le substrat sus-jacent , [17]
  • Nivation niche qui se pose localement où les décharges de neige à long terme encouragent la nivation,
  • Moraine de neige moraine ( Protalus Rampart ), forme particulière d' amas de blocs , qui se dépose en hiver à une certaine distance du mur d'où est tombé le matériau, mais qui continue ensuite à rouler sur un tas de neige au-delà de la base du mur, [ 18]

ou couramment associés au pergélisol :

  • pingo ,
  • palse ,
  • glacier rocheux ,
  • coin de glace , qui peut également être reconnu comme une forme de surface sous la forme de filets de coins de glace polygonaux ,
  • Les sols à motif de gel et les sols en poche sont considérés comme des phénomènes de pergélisol lorsqu'ils atteignent des tailles > 60 cm. [19]

Dans un sens plus large, on compte parmi les formes périglaciaires, qui peuvent également survenir dans d'autres conditions, mais qui surviennent fréquemment dans les zones périglaciaires ou sont particulièrement favorisées par les conditions périglaciaires :

  • Les terrasses des vallées des latitudes moyennes se sont développées en grande partie sous le contrôle climatique et ont été au mieux modifiées par des processus tectoniques . Ils remontent à une séquence cyclique de certains processus périglaciaires. Le début d'une période froide, avec des sources d'humidité ( océans ) relativement chaudes et donc productives mais une végétation déjà perturbée, entraîne un fort ruissellement des eaux de fonte temporellement concentré, qui se traduit dans les rivières par une érosion latérale et profonde. Avec des débits décroissants, la gélifluction devient plus importante, ce qui signifie que les rivières se « noient » dans les sédiments, qu'elles ne peuvent plus transporter complètement. Au tard glaciairele réchauffement climatique conduit à la fonte du pergélisol emmagasiné pendant la période froide et donc au rabattement des cours d'eau. En raison des multiples changements au cours du Pléistocène , dans la plupart des vallées des anciennes zones périglaciaires, des coupes transversales en escalier ont été créées, qui reflètent la séquence d'approfondissement et d'accumulation de gravier. [20] L'eau de fonte des glaciers peut soutenir ces processus, mais n'est pas nécessaire à la formation des terrasses de vallée. Les plans d'étage des rivières glaciaires étaient généralement ramifiés , ce qui explique la large formation de la plupart des fonds de vallée.
  • Les hangdents sont généralement de petites vallées en forme de creux qui ont été creusées dans les pentes par l'eau de fonte des neiges . [21]
  • les vallées asymétriques ont une pente raide et une pente plus douce. Il y a plusieurs explications pour eux, dont la théorie selon laquelle la pente plus raide de la vallée a été minée par une ligne de courant [12] écartée par l'action du vent peut expliquer la plupart, sinon la totalité, des cas.
  • dunes de sable
  • couvertures de loess
  • galop du vent

Sédiments périglaciaires

Les sédiments peuvent également être divisés en ceux exclusivement périglaciaires et ceux qui se produisent préférentiellement, mais pas exclusivement, dans des conditions périglaciaires. Cependant, étant donné que seules les couches de couverture se sont clairement formées à la période périglaciaire et que cela est au moins controversé pour le loess [22] , cette différenciation est omise ici :

Ces sédiments peuvent être surimprimés par des phénomènes tels que les coins de glace ou la compression du gel , soutenant leur interprétation en tant que sédiments périglaciaires.

zones périglaciaires

Les zones affectées par les processus périglaciaires sont appelées zones périglaciaires.

Les zones périglaciaires se trouvent aujourd'hui dans les régions polaires et subpolaires de la Terre ( Arctique , Amérique du Nord, nord de l'Asie, nord de la Scandinavie et zones non glaciaires de l'Antarctique ).

En raison de la diminution de la température avec l'altitude, toutes les chaînes de haute montagne ont une élévation périglaciaire (sous les tropiques : >4000 m au-dessus du niveau de la mer ; aux latitudes moyennes, par exemple les Alpes : >2000 m au-dessus du niveau de la mer [15] ). Au total, environ 25% de la surface continentale de la terre est recouverte de pergélisol [24] , de sorte que la proportion de zones périglaciaires est encore plus grande.

Aux périodes froides de la période glaciaire , les zones périglaciaires s'étendaient loin vers l'équateur et incluaient par exemple toute l'Europe centrale . De cette manière, se sont également remodelés des paysages d'Europe centrale qui n'étaient pas recouverts de glace intérieure et dans lesquels les formes et les dépôts périglaciaires sont encore largement répandus aujourd'hui. [25]

climat périglaciaire

Les climats périglaciaires sont des climats qui permettent des processus périglaciaires.

Une définition de la zone périglaciaire dans son ensemble à l'aide de paramètres climatiques précis n'est pas possible, car en définitive l'interaction de plusieurs paramètres climatiques (en plus de la température, de l'enneigement, du bilan hydrique, etc.) avec des influences azonales (relief, substrat) décide de l'apparition de processus et de formes périglaciaires. [1] Karte 1979 a tenté de classer les régions périglaciaires sur la base de la localisation zonale , de la continentalité et de l'altitude en relation avec une attribution de valeurs limites climatiques aux types individuels. [25]

les détails

  1. ^ un bc HM français 2017: L'environnement périglaciaire. 4e édition révisée, Wiley-Blackwell, ISBN 978-1-119-13278-3
  2. ↑ Philipp Jaesche 1999 : Dynamique du gel au sol et de la solifluxion dans une zone périglaciaire alpine (Hohe Tauern, Osttirol) . Bayreuth Geoscientific Works, Volume 20, Université de Bayreuth, Société des sciences naturelles Bayreuth eV ISBN 3-9802268-6-7 Ici p. 1
  3. ↑ Carl Rathjens 1984 : Géographie de la haute montagne : 1. L'espace naturel. Teubner, Stuttgart. ISBN 3-519-03419-0 Ici p.97
  4. ↑ Christian Körner 1999 : Flore alpine : Écologie végétale fonctionnelle des écosystèmes de haute montagne . Springer, Berlin. ISBN 3-540-65438-0 Ici p.68
  5. ↑ W. Lozinski : Sur l'altération mécanique des grès en climat tempéré. Dans : Bulletin international de l'Académie des Sciences de Cracovie, Classe des Sciences Mathématiques et Naturelles 1, 1909, pp. 1-25
  6. ↑ AL Washburn : Géocryologie. Une enquête sur les processus et les environnements périglaciaires. Arnold, Londres 1979, p. 406, ISBN 0-7131-6119-1
  7. ↑ J. Tricart, A. Cailleux : Le modelé des régions périglaciaires. Traité de géomorphologie, tome II, SEDES, Paris 1967, 512 p.
  8. ↑ TL Péwé : Le milieu périglaciaire d'hier et d'aujourd'hui. Dans : McGill Queen's University Press, Arctic Institute of North America, Montréal 1969, 437 p.
  9. ↑ H. Zepp : Géomorphologie. 3e édition, Schöningh, UTB, Paderborn 2004, 354 pages, ISBN 3-8252-2164-4
  10. ↑ R. Baumhauer : Géomorphologie. Société du livre scientifique, Darmstadt 2006, 144 pages, ISBN 3-534-15635-8
  11. ↑ OU Weise : Le périglaciaire . Gebrüder Bornträger, Berlin, Stuttgart 1983, 199 pages, ISBN 3-443-01019-9
  12. ↑ a b c A. Semmel : Morphologie périglaciaire . Société du livre scientifique, Darmstadt 1985, 116 pages, ISBN 3-534-01221-6
  13. ↑ W. Haeberli : Formation par processus périglaciaires . Dans : H. Gebhardt, R. Glaser, U. Radtke & P. ​​​​Reuber (eds.) : Geography . Elsevier, Spectre, Munich 2007, pp. 307-309, ISBN 3-8274-1543-8
  14. ↑ DF Ritter, RC Kochel & JR Miller : Géomorphologie des processus . 4e édition, Waveland Press, Long Grove 2006, 560 pages, ISBN 1-57766-461-2
  15. ↑ a b H. Veit : Morphodynamique fluviale et solifluide de la fin et du postglaciaire dans un bassin versant alpin central (sud du Hohe Tauern, Tyrol oriental) . Dans : Bayreuth Geowiss. Arb.13 , 1988, 167 p.
  16. ↑ Church, M. & JM Ryder : Sédimentation paraglaciaire : Considération des processus fluviaux conditionnés par la glaciation . Dans : Geological Society of America Bulletin 83, 1972, pp. 3059-3072.
  17. ↑ S. Grab : Aspects de la géomorphologie, genèse et signification environnementale des buttes terrestres (thufur, pounus) : monticules cryogéniques miniatures . Dans : Progress in Physical Geography 29, 2003, pp. 139-155.
  18. ↑ RA Shakesby : Pronival (protalus) remparts : un examen des formes, des processus, des critères de diagnostic et des implications paléoenvironnementales . Dans : Progress in Physical Geography 21, 1997 : pp. 394-418.
  19. ↑ AS Huijzer & RFB Isarin : La reconstruction des climats passés à l'aide de preuves multi-proxy : un exemple du pléniglaciaire weichsélien dans le nord-ouest et le centre de l'Europe . Dans : Quaternary Science Reviews 16, 1997 : pp. 513-533.
  20. ↑ J. Herget : Paysages fluviaux et vallonnés . Dans : H. Liedtke, R. Mäusbacher & K.-H. Schmidt (éd.) : Atlas national de la République fédérale d'Allemagne, relief, sol et eau . Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2003, p. 90-91, ISBN 978-3-8274-0580-7
  21. ↑ H. Thiemeyer : Érosion du sol et développement de bosses holocènes dans les zones de loess de Hesse . Dans : Rhein-Mainische Forschungen 105, 1988
  22. ↑ JS Wright : Loess désertique versus loess glaciaire : formation de limon quartzeux, zones sources et voies sédimentaires dans la formation des dépôts de loess . Dans : Géomorphologie 36, 2001, pp. 231-256.
  23. ↑ A. Kleber : Dépôts de pente périglaciaire et leurs implications pédogéniques en Allemagne . Dans : Paléogéographie, Paléoclimatologie, Paléoécologie 99, 1992 : pp. 361-372
  24. ↑ RF Black : Pergélisol, une revue . Dans : Geological Society of America, Bulletin 65, 1954, pp. 839-855
  25. ↑ a b J. Carte : Démarcation spatiale et différenciation régionale du Périglaciaire . Dans : Bochum Geographical Works 35, 1979, ISBN 3-931128-25-3 .
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