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Le climat de la Terre enregistre des variations et au cours les derniers milliers d'ann¨¦es a connu des p¨¦riodes de r¨¦chauffement et de refroidissement. Au XVIIe si¨¨cle, le Sud de l'Europe a connu des hivers rudes et longs, appel¨¦s le ? petit ?ge glaciaire ?. Dans les tableaux des grands ma¨ªtres flamands, les canaux sont gel¨¦s et la Hollande est couverte de neige.
LE PETIT ?GE GLACIAIRELa p¨¦riode de refroidissement s'est termin¨¦e au milieu du XIXe si¨¨cle et, depuis, le climat a commenc¨¦ ¨¤ se r¨¦chauffer, plus rapidement dans les r¨¦gions polaires. ? partir de 1920, les temp¨¦ratures annuelles moyennes ont augment¨¦ de 2 ¨¤ 4 °C dans l'Arctique, accompagn¨¦es d'une activit¨¦ cyclonique fr¨¦quente dans les latitudes septentrionales. Les glaciers ont recul¨¦ presque partout. En 1950, la superficie des glaciers a diminu¨¦ de 25% en Suisse et de 15% dans le Caucase. M¨ºme si les glaciers ont avanc¨¦ de mani¨¨re sporadique dans les ann¨¦es 1920 et 1960, ces p¨¦riodes de refroidissement ont ¨¦t¨¦ courtes et d'une port¨¦e limit¨¦e. En 2000, la hausse des temp¨¦ratures a ¨¦t¨¦ observ¨¦e partout dans le monde.

Le r¨¦chauffement global a suscit¨¦ de vives inqui¨¦tudes et de nombreux d¨¦bats parmi les scientifiques et autres d¨¦cideurs. ? Les rapports d'¨¦valuation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'¨¦volution du climat (GIEC) de l'ONU ont ¨¦tabli que la temp¨¦rature de l'air ¨¤ la surface du globe augmentait. Il ne fait aucun doute que ce r¨¦chauffement est l'un des facteurs qui contribue ¨¤ la fonte rapide des glaciers et des calottes glaciaires, ¨¤ l'exception de l'Antarctique qui contient 90% de la glace du globe. En effet, les ¨¦tudes men¨¦es sur la calotte glaciaire de l'Antarctique au cours des 50 derni¨¨res ann¨¦es montrent que, malgr¨¦ les erreurs de calcul, la masse glaciaire n'a pas diminu¨¦, ce qui d¨¦montre sa stabilit¨¦. Toutefois, l'¨¦l¨¦vation progressive du niveau de la mer due ¨¤ la dilatation thermique des oc¨¦ans et ¨¤ la fonte de la calotte glaciaire du Groenland et ¨¤ d'autres glaciers polaires et alpins rev¨ºt une importance cruciale pour les populations c?ti¨¨res.

C'est dans ce contexte de changement climatique que je tenterai d'expliquer comment les glaciers deviennent instables ou avancent brusquement, mena?ant les populations, et comment surveiller ces mouvements.
LES SURGES GLACIAIRES, UNE CAT?GORIE ? PARTParfois, les glaciers avancent rapidement en raison d'une diminution de glaciation-terme qui d¨¦signe la croissance et la superficie d'un glacier. Par exemple, en 1963, le glacier Medvezhiy ?s'est r¨¦veill¨¦? et a descendu la pente occidentale de la montagne Academia Nauk, la plus ¨¦lev¨¦e du massif du Pamir en Asie centrale. La vitesse normale du glacier ¨¦tait de 220 ¨¤ 400 m¨¨tres par an, soit moins d'un m¨¨tre par jour. Mais en avril 1963, sa vitesse s'est soudainement acc¨¦l¨¦r¨¦e, et il a d¨¦val¨¦ la vall¨¦e ¨¤ une vitesse de 100 m¨¨tres par jour. En un mois, la langue frontale mesurait pr¨¨s de 2 km, a divis¨¦ la vall¨¦e en deux, formant un lac de 8 m¨¨tres de profondeur. Le barrage de glace a c¨¦d¨¦ sous la pression de l'eau et l'eau s'est d¨¦vers¨¦e dans le fleuve Vanch ¨¤ 1 000 m¨¨tres cubes par seconde, charriant des blocs de glace et des d¨¦bris rocheux (fig. 2).

Ce ph¨¦nom¨¨ne a donn¨¦ lieu ¨¤ une ¨¦tude sur l'avanc¨¦e rapide des glaciers en ex-Union sovi¨¦tique. ? partir de 1963, une exp¨¦dition sp¨¦ciale a ¨¦tudi¨¦ le glacier, enregistrant minutieusement les observations afin de constituer une base pour pr¨¦voir la prochaine avanc¨¦e. Suite ¨¤ plusieurs ¨¦tudes sur le glacier, il a ¨¦t¨¦ possible de pr¨¦voir la prochaine avanc¨¦e et son ampleur. Elle a eu lieu durant l'¨¦t¨¦ de 1973. C'¨¦tait la premi¨¨re fois que les scientifiques avaient pu pr¨¦voir une catastrophe glaciaire. Quelques mois plus tard, au printemps 1973, le glacier a de nouveau commenc¨¦ ¨¤ avancer. En l'espace de deux mois, sa langue mesurait 1,8 km et a recouvert les d¨¦p?ts de son avanc¨¦e dix ans auparavant. Comme pr¨¦c¨¦demment, il a bloqu¨¦ l'affluent dans la vall¨¦e, le barrage de glace s'est rompu sous la pression de l'eau du lac inondant les localit¨¦s voisines ¨¤ un d¨¦bit de 1 000 m¨¨tres cubes par seconde.

Depuis les ann¨¦es 1960 et 1970, les ¨¦tudes sur les surges glaciaires, en particulier celle du Medvezhiy, ont permis de r¨¦unir des informations scientifiques sur la structure et la nature des glaciers. Il s'est av¨¦r¨¦ qu'un glacier r¨¦p¨¨te son avanc¨¦e ¨¤ des intervalles presque r¨¦guliers si les conditions ext¨¦rieures ne changent pas. Toutefois, m¨ºme dans des conditions g¨¦ographiques similaires, tous les glaciers ne se ressemblent pas. Le Medvezhiy, par exemple, a avanc¨¦ tous les 9 ¨¤ 17 ans. Selon des donn¨¦es et des observations locales indirectes, le glacier a avanc¨¦ en 1937 et en 1951, alors que les observations directes ont indiqu¨¦ des mouvements en 1963, 1972 et 1989.

Les surges glaciaires ne sont pas li¨¦es aux variations climatiques et peuvent se produire alors m¨ºme que le glacier recule. Cela fait partie du comportement de certains glaciers et ne constitue pas la preuve d'une avanc¨¦e brusque. La p¨¦riode qui s'¨¦coule entre le d¨¦but d'une surge et sa fin est appel¨¦e une pulsation et, de fait, des pulsations p¨¦riodiques se produisent en raison de l'instabilit¨¦ du glacier. La force de friction produite au lit brise la glace. Des centaines de glaciers en mouvement sont aujourd'hui connus dans de nombreuses r¨¦gions glaciaires, les plus nombreux se trouvant en Alaska, en Islande, ¨¤ Spitsbergen-la plus grande ¨ªle de l'archipel du Svalbard dans l'oc¨¦an Arctique-ainsi que dans les montagnes d'Asie centrale et du Pamir.

Une pulsation consiste en deux phases : une surge et une r¨¦g¨¦n¨¦ration. Pendant une surge, un glacier lib¨¨re la tension accumul¨¦e lors de sa pr¨¦c¨¦dente r¨¦g¨¦n¨¦ration. Le glacier se disloque, sa vitesse de glissement s'acc¨¦l¨¨re et la masse glaciaire situ¨¦e en haut du glacier se d¨¦place vers les parties m¨¦diane et inf¨¦rieure. En m¨ºme temps, les parties sup¨¦rieures et inf¨¦rieures du glacier se rapprochent, provoquant un allongement de la langue. Une fois la surge termin¨¦e, la r¨¦g¨¦n¨¦ration d¨¦bute lorsque la glace s'accumule dans la partie de pulsation sup¨¦rieure et que l'extr¨¦mit¨¦ frontale de la partie activ¨¦e bouge graduellement.

Mais il reste une question ¨¤ r¨¦soudre : quelle diff¨¦rence y a-t-il entre un glacier ?normal? et un glacier ? en surge ? et un glacier normal peut-il se transformer en un glacier en surg¨¦? Une chose est s?re, comme je l'ai mentionn¨¦ plus haut, l'activit¨¦ d'un glacier ne provoque pas toujours une surge. Mais le mouvement modifie sa structure et son r¨¦gime : lorsque sa vitesse s'acc¨¦l¨¨re, des crevasses se forment dans lesquelles s'amoncellent des d¨¦bris rocheux et de nouveaux d¨¦p?ts morainiques.
LES CAUSES ET LES M?CANISMES DES SURGES GLACIAIRESG¨¦n¨¦ralement, les surges glaciaires surviennent lorsque les vall¨¦es ¨¦troites ou la couverture morainique retiennent la glace, ce qui provoque une instabilit¨¦. Les observations directes d'un changement dans le mouvement d'un glacier au d¨¦but d'une surge glaciaire sont malheureusement encore tr¨¨s rares et les causes ne sont pas clairement ¨¦tablies. Aujourd'hui, certaines hypoth¨¨ses sont propos¨¦es pour tenter d'en expliquer le m¨¦canisme.

La vitesse d'un glacier augmente soudainement soit ¨¤ cause de l'intensification des forces qui agissent (principalement la gravit¨¦) soit ¨¤ cause de la r¨¦duction de la friction ¨¤ l'int¨¦rieur du glacier et au lit de la montagne. Ces deux processus sont li¨¦s entre eux. Le flux de la glace augmente soudainement apr¨¨s avoir d¨¦pass¨¦ une charge maximale, un ph¨¦nom¨¨ne d? ¨¤ l'accumulation de la glace dans le r¨¦servoir du glacier au cours des ann¨¦es.L'un des facteurs qui augmente le glissement du glacier le long du lit est la formation d'une pellicule d'eau. Des obstacles de petite taille (de plusieurs centim¨¨tres) sur le lit rocheux r¨¦sistent au glissement de la glace jusqu'¨¤ ce qu'elle fonde et forme une pellicule d'eau ¨¦gale au volume des obstacles. Les glaciers avancent alors soudain lorsqu'une couche de neige de 25 ¨¤ 50 m¨¨tres d'¨¦paisseur s'accumule peu ¨¤ peu sur la surface, d¨¦passant la masse critique d'un glacier et provoquant son glissement sur une nappe d'eau. Plus le glacier est ¨¦pais, plus la coul¨¦e de glace aura des difficult¨¦s ¨¤ p¨¦n¨¦trer dans les parties inf¨¦rieures, tandis que le flux g¨¦othermique reste inchang¨¦. Une surge provoque ¨¦galement une diminution de l'¨¦paisseur du glacier et les temp¨¦ratures ¨¤ sa base tombent au-dessous de z¨¦ro, ce qui ralentit son mouvement.

L'acc¨¦l¨¦ration de la vitesse des glaciers peut ¨¦galement s'expliquer par l'apparition de zones creuses, remplies d'eau, entre la glace et le lit du glacier, qui sont sous pression; la glace bouge au-dessus des vires du glacier et le long des irr¨¦gularit¨¦s du lit d? ¨¤ la fonte et au regel de l'eau fondue, ainsi qu'¨¤ la d¨¦formation plastique de la glace.
UNE CATASTROPHE DANS LE CAUCASE Le Kolka, un petit glacier de 3 km de long situ¨¦ sur le versant nord de la montagne de Kazbek, l'un des sommets les plus hauts du Caucase, fait partie de la cat¨¦gorie des surges glaciaires. Il a avanc¨¦ en 1902, puis de nouveau en 1969 o¨´ il a doubl¨¦ de taille et provoqu¨¦ une coul¨¦e ¨¦paisse de boue et des ¨¦boulis de roches gel¨¦es. Selon les pr¨¦visions, une surge glaciaire devait avoir lieu dans les ann¨¦es 2030. Elle s'est produite bien avant.

Le 20 septembre 2002, d'immenses masses de glace, d'eau et de roches ont d¨¦val¨¦ une partie de la vall¨¦e jusqu'¨¤ la cr¨ºte de la montagne de Skalisty, formant un lac et un barrage de 100 m d'¨¦paisseur et de 4 km de long (fig. 3). Pr¨¨s de 110 millions de m¨¨tres cubes de glace ont couvert les gorges ¨¦troites de la vall¨¦e. Sous la pression, le barrage a rapidement c¨¦d¨¦ et cette masse de glace a d¨¦val¨¦ le versant par ?vagues? (fig. 3), d¨¦posant des blocs de glace et de roches qui ont form¨¦ une barre de 100 ¨¤ 140 m¨¨tres au-dessus du lit de la rivi¨¨re. Plus loin, une coul¨¦e de boue ¨¦paisse charriant des blocs de glace a parcouru 12 km causant d'importants d¨¦g?ts et tuant 130 personnes¹.

Suite ¨¤ ce ph¨¦nom¨¨ne inattendu, on s'est int¨¦ress¨¦ de plus pr¨¨s au cirque glaciaire (une d¨¦pression de forme circulaire sur le versant des montagnes). Il s'est av¨¦r¨¦ que le glacier ¨¦tait compl¨¨tement sorti de son lit. Un ph¨¦nom¨¨ne d'une telle intensit¨¦ n'avait jamais ¨¦t¨¦ observ¨¦ nulle part ailleurs, car le Kolka n'¨¦tait pas un glacier suspendu : il ¨¦tait situ¨¦ dans un cirque et comportait une l¨¦g¨¨re pente de surface de 7 ¨¤ 9°. Un tel ph¨¦nom¨¨ne n'a pu se produire que par l'accumulation d'un important volume d'eau sous le glacier d? ¨¤ la fonte anormale de la glace et de la neige dans la r¨¦gion alpine du Caucase quatre ans auparavant. Une eau abondante sur les pentes voisines et l'¨¦paisseur de la glace avaient pr¨¦par¨¦ le glacier ¨¤ une nouvelle catastrophe, avec une avalanche de glace et de roches conjug¨¦e ¨¤ des ¨¦v¨¦nements volcaniques et s¨¦ismiques.

Cette catastrophe a d¨¦montr¨¦ la n¨¦cessit¨¦ de surveiller et d'observer en permanence les mouvements rapides des glaciers.
LA SURVEILLANCE DES GLACIERSOn a remarqu¨¦ certains changements avant la survenue d'une surge glaciaire: la langue du glacier prend la forme d'une goutte d'eau; des lignes de faille et des zones de glace broy¨¦e apparaissent sur les bords du glacier; des crevasses se forment; la langue s'¨¦tire et atteint d'autres glaciers; et des pentes de la montagne et des lacs se forment. Apr¨¨s une surge glaciaire, l'extr¨¦mit¨¦ sup¨¦rieure de la langue est un amas chaotique de blocs de glace.

Les photos prises par satellite et les observations a¨¦riennes et terrestres sont sp¨¦cialement importantes pour ¨¦tudier et observer les surges glaciaires. Je me suis familiaris¨¦ avec ce ph¨¦nom¨¨ne dans le Pamir o¨´ de nombreux glaciers ont avanc¨¦ entre 1972 et 1977. ? l'aide des photos prises par satellite et les stations mises en orbite, plus de 20 surges ont ¨¦t¨¦ d¨¦couvertes entre les ann¨¦es 1960 et 1990 dans la cha¨ªne du Pamir en Asie Centrale.

Un inventaire des surges glaciaires dans le Pamir a ¨¦t¨¦ publi¨¦ il y a dix ans², ¨¤ partir d'¨¦tudes r¨¦alis¨¦es entre 1971 et 1991 uniquement par des satellites russes. Au total, 630 glaciers montrant des signes d'instabilit¨¦ ont ¨¦t¨¦ d¨¦couverts dans cette r¨¦gion, y compris 51 avec des larges surges fixes, 215 montrant des signes d'activit¨¦ et 464 montrant des signes de surges pass¨¦es ou d'activit¨¦ instable.

Je propose d'¨¦tablir, ¨¤ partir d'observations terrestres, a¨¦riennes et spatiales, un syst¨¨me de surveillance des changements de la taille et de la forme des surges glaciaires et de leur dynamique³. Les observations terrestres comprennent l'¨¦tablissement des mesures de fluctuations des glaciers ¨¤ l'aide des m¨¦thodes g¨¦od¨¦tiques, la mise en place de stations m¨¦t¨¦orologiques pour l'¨¦tude des glaciers et la r¨¦alisation d'¨¦tudes sur le terrain. Les observations a¨¦riennes comprennent la surveillance a¨¦rienne et les relev¨¦s a¨¦rophotogramm¨¦triques p¨¦riodiques ¨¤ distance. Les observations spatiales comprennent les photos prises par satellite avec une r¨¦solution de 15 ¨¤ 20 m. Actuellement, ces informations sont fournies par le radiom¨¨tre aster (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), r¨¦sultat d'une coop¨¦ration entre la NASA et le Japon, install¨¦ ¨¤ bord du satellite Terra; par le satellite Landsat 7; ainsi que par la section russe de la Station spatiale internationale o¨´ les cosmonautes photographient les glaciers.

Pendant le r¨¦chauffement climatique, les surges de certains glaciers sont un ph¨¦nom¨¨ne auquel nous n'avons pas encore trouv¨¦ de solutions et qui n¨¦cessite une recherche nationale et internationale.

Il faut souligner que le changement climatiques est un ph¨¦nom¨¨ne tr¨¨s difficile ¨¤ comprendre et qu'il n'est toujours pas possible de savoir quels facteurs-naturels ou anthropiques-au cours des derni¨¨res d¨¦cennies sont ¨¤ l'origine du r¨¦chauffement. Il reste encore de nombreuses incertitudes. Les estimations du GIEC sont tr¨¨s larges et ne peuvent donc pr¨¦voir avec certitude l'¨¦mergence d'un ?ge glaciaire sur Terre-du moins pas dans les d¨¦cennies ou les si¨¨cles ¨¤ venir.
Notes1 Kotlyakov V.M., Rototaeva O.V., Desinov L.V., Osokin N.I. Causes and effects of a catastrophic surge of Kolka Glacier in the Central Caucasus/Zeitschrift f¨¹r Gletscherkunde und Glazialgrologie, 2004, Bd. 38, Ht. 2, s. 117-128.
2 O sipova G.B., Tsvetkov D.G., Rudak M.S. Inventory of the Pamirs surging glaciers/Data of Glaciological Studies, 1998, issue 85, pp. 3-136 [en russe].
3 Kotlyakov V.M., Osipova G.V., Tsvetkov D.G. Monitoring surging glaciers of the Pamirs, Central Asia from space/Annals of Glaciology, 2008, vol. 48, pp. 125-133.