Ici, rien ne s'arrête longtemps :station de mesure sur le glacier rocheux au pied de la montagne Furggwanghorn. Crédit :Thomas Buchli / ETH Zurich
Des chercheurs de l'ETH ont identifié un glacier rocheux dans le canton du Valais qui se dégrade et se déplace très rapidement. Heureusement, il ne présente pas de menace immédiate pour les personnes et les infrastructures.
glaciers rocheux, contenant de la glace et des débris rocheux sous forme de pergélisol alpin, évoluent rapidement et profondément en réponse au changement climatique. Ils créent le risque de mouvements de masse lorsqu'ils rampent en descente, se calmer, se propager et parfois s'effondrer. La question est de savoir si ces glaciers peuvent potentiellement constituer une menace pour la zone environnante, y compris les résidents locaux et les infrastructures.
Pour répondre à cette question, des chercheurs de plusieurs instituts de l'ETH, et du spin-off de l'ETH Terrasense, ont réalisé une étude détaillée d'un glacier rocheux situé au pied de la montagne Furggwanghorn dans la vallée de Turtmann, dans le canton du Valais. Leur étude vient d'être publiée dans la revue Pergélisol et processus périglaciaires .
« Pour identifier la menace potentielle, il faut d'abord connaître l'état du glacier rocheux, et comprendre comment il se comporte, " dit Thomas Buchli, ancien doctorant à la chaire d'ingénierie géotechnique de l'ETH Zurich. "Il y a encore des lacunes dans nos connaissances ici."
Bien que de nombreuses études existent sur les glaciers rocheux, les scientifiques se sont généralement concentrés sur la mesure de leur température de surface et interne, ainsi que leurs taux de fluage de surface. "L'interaction entre la mécanique des sols, la température du sol et l'eau à l'intérieur d'un glacier rocheux n'ont jamais été étudiées de manière aussi détaillée, » souligne Buchli. Différentes mesures doivent être combinées pour y parvenir. La plupart des recherches à ce jour se sont limitées à des aspects tels que la température ou les mouvements de surface, et cette information a été comparée avec d'autres glaciers rocheux. Mais ces comparaisons ne sont pas toujours utiles pour comprendre un glacier rocheux individuel.
La surface du glacier rocheux illustré à gauche dans le canton du Valais évolue rapidement au fur et à mesure qu'il descend à un rythme de plus en plus rapide. Crédit :ETH Zurich
Lors de la rédaction de sa thèse, l'ingénieur géotechnicien Buchli a collaboré avec des géophysiciens, hydrologues et géologues, en utilisant un arsenal impressionnant d'équipements de mesure et de surveillance qui a été positionné sur et à proximité du glacier rocheux Furggwanghorn.
Entre autres, les chercheurs ont utilisé des appareils de mesure radar et laser pour caractériser la surface. A l'aide du GPS, ils ont également déterminé la vitesse de fluage de surface du glacier rocheux. Pour étudier la structure du sol, la température et la teneur en eau, ainsi que les taux de fluage interne, les ingénieurs ont foré plusieurs trous jusqu'à 30 mètres de profondeur dans le pergélisol. Ils ont inséré des thermistances pour mesurer la température ainsi que de nouveaux inclinomètres dans ces forages. Certaines des mesures étaient uniques :dans un forage, par exemple, Buchli a pu détecter pour la première fois des mouvements de fluage continus du glacier rocheux jusqu'à trois mètres. Les chercheurs ont obtenu des informations supplémentaires sur la stratification et la structure du glacier rocheux grâce à des études géophysiques.
En reliant les données entre elles, les chercheurs ont pu obtenir une image détaillée unique et un modèle de terrain qui ont aidé à expliquer le comportement du glacier rocheux.
Il était frappant de constater à quelle vitesse et avec quelle puissance la surface du glacier rocheux s'est déplacée et a changé au cours de la période d'enquête. Les scientifiques savaient déjà que le glacier rocheux du Furggwanghorn se réchauffe et se dégrade plus rapidement que la majorité des autres glaciers rocheux. "Toutefois, J'ai été surpris par la vitesse, " dit Buchli. " Basculement, torsion, s'affaissant - tout sur le glacier rocheux était en quelque sorte en mouvement constant."
Cependant, le glacier rocheux n'a pas bougé comme une masse, mais par tranches. Il descendait sur plusieurs mètres par an dans une partie de la zone frontale, tandis que le mouvement dans sa zone d'accumulation n'était que de quelques décimètres et il était entièrement statique dans une autre partie de la section avant.
La surface du glacier rocheux montrant des zones avec différentes vitesses de fluage. Crédit :Thomas Buchli / ETH Zurich
Divers facteurs peuvent être considérés comme moteurs de ces changements :les précipitations, réchauffement de la température de l'air, teneur en eau et bien sûr la température et la composition du pergélisol. « Il existe de nombreux facteurs contrôlant un glacier rocheux. Isoler un seul d'entre eux est difficile, " dit Buchli.
"Le glacier rocheux du Furggwanghorn est également relativement chaud, " dit l'ingénieur géotechnicien. Au début des mesures, les températures au cœur du pergélisol étaient légèrement inférieures au point de congélation. L'eau de surface ne gèle pas nécessairement et s'écoule à travers un système criblé de pores et de fissures. Si le pergélisol était plus froid, l'eau se transformerait en glace. Ce pergélisol contiendrait une phase de glace plus continue, et donc être plus fort et moins perméable.
Les températures ont augmenté de façon continue dans le pergélisol pendant les six années de mesures. Ils sont actuellement à peine au-dessus de zéro dans de vastes zones du glacier rocheux.
« Déjà pendant le forage, nous avons réalisé que le glacier rocheux devait être relativement chaud, parce que la tête de forage a continué à rencontrer des endroits avec de l'eau libre, " se souvient Buchli.
L'eau s'écoulant à travers le glacier rocheux devrait également être responsable de certaines des déformations de surface, il dit. L'eau transporte la chaleur de l'extérieur dans le glacier rocheux. Le pergélisol dégèle, et provoque l'affaissement du sol au-dessus. Cependant, les chercheurs n'ont pas encore pleinement compris comment l'eau s'écoule à travers le glacier rocheux. "L'écoulement de l'eau à travers un glacier rocheux est très complexe et difficile à étudier, " dit Buchli.
Les chercheurs n'ont trouvé aucun danger immédiat pour la zone ci-dessous - dans ce cas, la vallée de Turtmann. Il est plus probable que le glacier rocheux, ou des parties de celui-ci, s'apaisera tranquillement, laissant derrière eux des débris non gelés. "Ceux-ci pourraient déclencher une coulée de débris lors de très fortes précipitations dans le pire des cas et constituer alors une menace très réelle, " dit Buchli. Dans le cas du glacier rocheux Furggwanghorn, cependant, les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve d'un développement dans cette direction. Toutefois, les glaciers rocheux nécessitent encore une surveillance constante.
