En évoquant les glaciations, nous avons émis l’idée, après d’éminents glaciologues, que celles-ci pourraient bien n’être que les phases d’avance ou de retrait des glaciers lors d’une seule et même période de climat froid.
Il nous reste à voir maintenant quelles sont les causes de cette intense variation du climat, suffisante pour amener les bords de l’inlandsis au cœur de l’Allemagne, et les glaciers alpins aux alentours de Lyon.
Ne faut-il pas supposer de formidables changements climatiques s’étendant sur des durées immenses ? Nullement. Nous avons déjà fait remarquer qu’à l’époque historique, la zone limite de la banquise boréale avait varié de plus de 1000 km en moins d’un siècle, alors que les conditions climatiques générales n’avaient pas sensiblement changé.
Comment expliquer de tels reculs et avances des fronts glaciaires en l’absence de tout bouleversement notable ? C’est que l’équilibre climatique de notre monde se joue dans des marges de températures extrêmement faibles.
C’est pourquoi on peut affirmer que « la différence de température entre périodes glaciaires et interglaciaires n’a pas dû être aussi considérable qu’on pourrait l’imaginer. Il s’agit très probablement de quelques degrés1.» On a pu calculer plus précisément cette marge : il semble qu’une baisse des températures moyennes de 2 à 4° suffirait pour faire régner à nouveau un âge glaciaire2.
1 R. FURON, La paléontologie, Paris, 1951, p. 230. C’est nous qui soulignons. On estime en général que moins de 5° séparent le climat actuel de celui de la glaciation « Würm ». Voir par exemple E. LE ROY LADURIE, Histoire du climat depuis l’an mil, Paris, 1967, p. 95.
2 Cf. G.M. PLASS, Carbon Dioxide and Climate, dans « Scientific American », vol. 201, juillet 1959, p. 42. H.G. COFFIN, Creation, Accident or Design ?, Washington, 1969, p. 239, pense même que 2° suffiraient.
Un grand glacier dans les monts Saint-Elias, Yukon, Canada.
Quelles sont les causes de cette baisse de température ? Plusieurs hypothèses ont été avancées par les glaciologues. On a pensé à cinq causes possibles3 :
3 Voir R. FURON, Manuel de Préhistoire générale, Paris, 1951, p. 42, auquel il faut ajouter G.M. PLASS, op. cit., pour la 5e hypothèse.
Nous laissons de côté la dernière hypothèse qui peut expliquer une glaciation localisée mais qui ne rend pas compte de l’étendue mondiale et simultanée du phénomène. Nous étudierons ici les quatre autres.
a. Les variations périodiques de l’activité solaire sont possibles. L’astronome E.J. Opik a comparé ces variations à une flamme de bougie soufflée par le vent4. Le glaciologue R.F. Flint n’hésite pas à attribuer les changements de climat à ce phénomène sans nier la possibilité d’autres facteurs, changements de composition de l’atmosphère par exemple5. Ces variations, quoique probables, ne rendent cependant pas compte du caractère exceptionnel des glaciations pléistocènes par rapport aux autres époques.
4 E.J. OPIK, Climate and the Changing Sun, dans « Scientific American », vol. 198, juin 1958, p. 89.
5 R.F. FLINT, Glacial and Pleistocene Geology, New York, 1957, p. 509.
b. Les mouvements orogéniques ont aussi été invoqués. En effet, fin Crétacé (c’est-à-dire pour nous vers la fin du déluge), la terre commença à sortir de l’eau à cause des soulèvements orogéniques. Or la terre absorbe moins de rayons solaires que l’eau, d’où un refroidissement du climat, et un début de glaciation qui entraîne une baisse de la température puisque la glace absorbe encore moins les rayons solaires. Ainsi le cycle s’amorce lentement et atteint un maximum, puis décroît lorsque, par suite de la température plus basse, l’évaporation moindre entraîne une diminution des précipitations, donc un recul des glaciers. C’est l’amorce d’une phase chaude6. Cette thèse quoique plausible (et s’accordant bien avec l’hypothèse du déluge) nous paraît cependant insuffisante. Elle a pu jouer un rôle, mais elle est trop progressive et trop faible pour expliquer à elle seule les variations d’amplitude d’une glaciation.
6 C’est la thèse développée par C. EMILIANI, Ancient Temperatures, dans « Scientific American », vol. 198, février 1958, p. 60 ss. L’explication est insuffisante, car actuellement nous avons moins de surface occupée par les mers … et pas de glaciation !
c. L’activité volcanique nous semble plus apte à justifier ces variations. Nous avons déjà souligné que le Pléistocène a été une période d’intense activité volcanique. Or, les poussières et les cendres expulsées dans l’atmosphère sont suffisantes pour voiler les rayons du soleil et entraîner pour un temps une diminution notable de la température. On a pu calculer7 qu’il suffirait d’une fraction infime (1/174) de km3 de poussières volcaniques dans l’atmosphère pour diminuer de 20% l’intensité du rayonnement solaire. Or on a des exemples d’éruptions plus importantes. En 1883, le volcan Krakatoa explosa projetant dans l’atmosphère près de 18 km3 de poussières qui « se seraient maintenues dans l’atmosphère terrestre pendant plus d’une année8 ». D’autre part, nous l’avons vu, les éruptions volcaniques contribuent aussi à l’augmentation des précipitations. C’est ainsi qu’en 1816, en Grande-Bretagne, il tomba 15 cm de neige en juin par suite des éruptions volcaniques nombreuses cette année-là9. On peut donc penser que les éruptions de l’après-déluge ont fortement contribué aux glaciations. D’une part, elles ont diminué la tempéture en voilant le soleil pendant plusieurs années et à diverses reprises. D’autre part, elles ont augmenté l’ampleur des précipitations, déjà intenses par suite de l’étendue nouvelle des océans. Tous ces éléments expliquent l’amorçage du phénomène glaciaire et ses variations, dues à l’activité plus ou moins intense des volcans10. Ils s’accordent remarquablement bien avec les conditions qui ont régné peu après le déluge.
7 Cf. J. HUMPHREYS, Physics of the Air, Philadelphia, 1920, p. 583.
8 Ch. POMEROL et R. FOUET, Les roches éruptives, Paris, 1965, 4e éd. p. 12.
9 Cf. F.B. COLTON, Weather Fights and Works for Man, dans « The National Geographic Magazine », vol. LXXXIV, n° 6, déc. 1943, p. 668.
10 L’effet des éruptions volcaniques massives peut se poursuivre durant 3 ou 4 ans selon E. WEXLER, On the effects of Volcanic Dust on Insolation and Weather, dans « Bulletin of the American Meteorological Society », vol. 32, janvier 1951, p. 12.
d. Un autre facteur a été souligné en 1959 : il s’agit de l’influence du taux de CO2 sur la température. On a déjà fait remarquer qu’avant le déluge on pouvait postuler un taux de CO2 plus important que de nos jours, ce qui entrainait une température plus élevée. Mais, lors du déluge, ce gaz carbonique disparut en grande partie sous forme de composés carbonatés dans les sédiments. Il en résulta une baisse de température possible dans des proportions non négligeables. On a pu calculer qu’une diminution de 50% du taux de CO2 provoquerait une baisse de température de 3 à 4°, suffisante donc pour entraîner des conditions glaciaires11.
11 Cf. G.M. PLASS, op. cit., p. 42.
Toutefois, ce facteur nous paraît insuffisant à lui seul pour expliquer la glaciation pléistocène car le volcanisme devait reconstituer assez rapidement le taux de CO2 dans l’atmosphère.
L’ensemble de ces facteurs, ajoutés à d’autres encore inconnus, suffit cependant à expliquer pourquoi le climat doux et humide laissa la place à un climat beaucoup plus froid, entraînant une offensive des glaciers en Europe et la descente de l’inlandsis jusqu’à l’Allemagne moyenne. Souvenons-nous qu’« une légère péjoration du climat nous conduirait alors aux conditions maxima d’expansion glaciaire12 ».
12 J. CORBEL, Neiges et glaciers, Paris, 1962, p. 193.
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Fig. 23 – Formation de la calotte glaciaire à partir des « shelfs », après le déluge. |
Les faits rapportés précédemment nous amènent à conclure qu’au Quaternaire il a pu y avoir une seule et même glaciation, dont les phases d’avance correspondraient aux extensions maximales que l’on attribue d’ordinaire à quatre glaciations distinctes nommées Günz, Mindel, Riss et Würm13. Cette unique glaciation se situerait pour nous après le déluge, bien entendu. La question qui se pose alors est celle-ci : comment peut-on expliquer le développement rapide des inlandsis, ces vastes calottes glaciaires qui ont atteint l’Allemagne moyenne et le bassin de Londres ?
13 Les difficultés que l’on rencontre dans l’interprétation des différentes glaciacions où de leurs phases ont été récemment illustrées par les travaux de C.R. BRISTOW et F.C. COX, The Gipping Till : a reappraisal of East Anglian glacial Stratigraphy dans « Journal of the Geological Society », vol. 129, n° 1, janvier 1973, p. 1-37. Ces auteurs montrent que les traces qu’on avait jusqu’ici attribuées à deux glaciations différentes, séparées par un âge « interglaciaire », sont en réalité à mettre au compte d’une seule phase d’avance des glaciers.
La vitesse d’expansion de ces calottes glaciaires des pôles a pu être très rapide. Tout dépend du « bilan » glaciaire, c’est-à-dire de la différence entre l’alimentation du glacier par les précipitations (neige, pluie gelant au sol, condensation de l’air humide sur le glacier) et son ablation (fonte, perte par formation d’icebergs). La comparaison avec la situation actuelle nous apprend peu, bien qu’on ait pu noter, rappelons-le, une avance rapide de l’inlandsis à une époque historique récente (début du 18e siècle). Mais il faut noter qu’actuellement les chutes de neige, en Antarctique par exemple, sont extrêmement faibles, bien qu’en augmentation continue depuis 10 ans. On les estime à environ 50 cm par an. On connaît des chutes autrement plus importantes : 10 mètres par an au hameau du Tour, près de Chamonix, à 1000 m d’altitude environ, et 22 mètres au mont Tamorak, en Californie 14. Des chutes de cet ordre n’auraient rien d’invraisemblable peu après le déluge, dans un régime d’humidité intense. On conçoit alors que l’alimentation de l’inlandsis a pu se faire assez rapidement. On ne peut malheureusement rien savoir de l’ablation.
14 Chiffres cités par J. CORBEL, op. cit., p. 44.
Quant à la vitesse d’expansion des inlandsis, on l’évalue actuellement en Arctique à 7 ou 8 km par an. Cette vitesse correspond, bien entendu, à celle d’une ablation puisque cet inlandsis semble en équilibre thermique, voire même en régression. Mais au moment de l’expansion, une vitesse plus importante n’a rien d’impossible. Elle est même normale.
L’ampleur des calottes glaciaires est bien connue : on l’estime à environ 50 millions de km3 supplémentaires. Elle peut s’expliquer par les précipitations abondantes. Mais il peut s’y ajouter une autre cause. Un des meilleurs glaciologues européens a en effet démontré la possibilité de formation d’inlandsis à partir des shelfs. Un shelf se forme lorsque, à proximité des côtes d’abord puis de proche en proche, une mer se fige en glace. Ce phénomène a été décrit ainsi par L. Lliboutry : « Certains shelfs se sont en effet épaissis jusqu’à ce que la base touche le fond. Ils deviennent alors une nappe de glace terrestre que rien ne distingue en surface des autres parties de l’inlandsis. C’est ce qui s’est produit dans l’Antarctique oriental, qui était autrefois une mer de 1000 à 2500 m de profondeur15. »
15 L. LLIBOUTRY, Physique des glaciers, dans la Géophysique, de J. GOGUEL, Paris, 1971, p. 982.
On pourrait peut-être appliquer le phénomène des shelfs à l’époque de l’après-déluge (voir fig. 23). Aussitôt après le déluge, les eaux couvraient les pôles. Or on sait qu’« ils occupent des vastes dépressions du socle rocheux, dont le niveau actuel au Groenland est voisin du niveau de la mer, par places même inférieur. Leur pourtour, ou du moins une partie, est jalonné de massifs montagneux16. » Cette conformation du relief pourrait expliquer la formation rapide de l’inlandsis. En effet, après le déluge, les eaux superficielles ont pu se prendre en glace en même temps qu’elles baissaient. Lorsque le niveau de l’océan descendit au-dessous des massifs périphériques, la glace superficielle a pu se briser à l’intérieur de la cuvette et se reformer par regel. Les eaux baissant encore, il se forma à l’extérieur une banquise de plus en plus épaisse et, à l’intérieur de la cuvette, les eaux calmes ont pu se figer en glace. L’amorce d’un inlandsis était alors réalisée. Désormais, le froid de la région et son altitude suffisaient à perpétuer et à développer l’inlandsis, que les précipitations vinrent désormais grossir. La condensation de l’air humide et encore chaud sur cette masse froide augmentait la masse de glace dans des proportions qui ne durent pas être négligeables. On s’explique alors que cette calotte glaciaire nouvellement formée ait pu, dans les conditions climatiques énoncées plus haut, atteindre les dimensions qu’on lui connaît, et ceci en un temps assez bref. Cette hypothèse est, bien sûr, totalement spéculative, et demanderait à être confirmée par des observations supplémentaires. Elle ne nous paraît pas cependant à exclure.
16 V. ROMANOVSKY et A. CAILLEUX, La glace et les glaciers, Paris, 1961, p. 77.
La vitesse de l’extension glaciaire justifierait alors la persistance, en Europe, des faunes et des flores chaudes, car le phénomène que nous venons de décrire était spécifique aux pôles. La péjoration du climat dans des limites de 2 à 4° ne dut pas affecter immédiatement les conditions de vie. Mais lors des maxima de glaciations, celles-ci devinrent insupportables aux espèces semi-tropicales qui laissèrent la place aux espèces péri-glaciaires, tandis que les hommes du Pléistocène se réfugiaient dans les régions tempérées, ou cherchaient près des grottes et des abris sous roches une protection contre les nouvelles rigueurs du climat.
