L’auteur remercie Melaine Le Roy et Riccardo Vassallo pour la relecture attentive de cette synthèse et leurs commentaires qui lui ont permis d’améliorer considérablement la qualité du manuscrit.

Malgré les nombreuses études menées ces dernières années sur la circulation atmosphérique en Europe pendant le Pléistocène supérieur (129-11,7 ka), celle-ci n’est pas encore complètement comprise. Une des questions qui demeurent est de savoir si les masses d’air humide de la Méditerranée (et non de l’Océan Atlantique, comme c’est le cas aujourd’hui) ont alimenté les glaciers de piémont des Alpes lorsque plusieurs d'entre eux atteignaient leur dernière extension maximale (vers 26-24 ka). Si cette hypothèse est correcte, la partie sud de la Forêt-Noire (Allemagne méridionale) et ses quatre calottes de glace couvrant une superficie de 1000 km² (Hofmann, 2024) se seraient probablement situées à cette période à l’abri de masses d’air humides provenant de Méditerranée. Le cas échéant, elles auraient pu ne pas atteindre leur extension maximale en même temps que les glaciers de piémont des Alpes. L’hypothèse d’un comportement asynchrone des glaciers de la Forêt-Noire méridionale n’a pu être prouvée jusqu’à maintenant car aucune étude n’avait encore daté directement les moraines de cette région.

Après la dernière grande extension glaciaire, des phases de refroidissement rapide interrompent la tendance générale de réchauffement. Selon des données chronologiques disponibles (datations de moraines), le désenglacement des montagnes d’Europe centrale en dehors des Alpes (Vosges, Forêt de Bavière, Forêt de Bohême et Monts de Géants) se caractérise par des phases de recul glaciaire, entrecoupées de stationnements et de quelques ré-avancées glaciaires. Contrairement à d'autres montagnes d'Europe centrale, la chronologie de la dernière déglaciation de la Forêt-Noire méridionale reste largement inconnue. Même si de nombreux travaux ont permis de reconstituer les températures estivales après la dernière grande extension glaciaire, la variation spatiale des précipitations pendant cette période demeure beaucoup moins connue. A ce sujet, l’étude de Rea et al. (Rea et al., 2020) a montré que les reconstitutions qui se basent sur des lignes d’équilibre glaciaire (LEG) de paléo-glaciers dans les montagnes d'Europe centrale peuvent combler cette lacune. Mais pour approfondir et préciser encore cette reconstitution des précipitations, plus de données sur la variation de l’extension des glaciers en Europe centrale sont nécessaires.

La thèse vise donc à (1) identifier les moraines dans la Forêt-Noire méridionale, (2) reconstituer la chronologie des variations glaciaires en s’appuyant sur des datations d’exposition de moraines par le béryllium 10 produit in-situ et à (3) tenter de déterminer les précipitations annuelles pendant la dernière déglaciation de la Forêt-Noire.

La cartographie géomorphologique se fonde sur l’interprétation d’un modèle numérique de terrain (MNT ; résolution : 1 x 1 m) et des missions de terrain exhaustives. Cette étude révèle que plusieurs formations mentionnées dans des études antérieures ne doivent pas été interprétées comme des moraines tandis que de nombreuses moraines ont été décrites pour la première fois. Nos travaux ont également mis en évidence un plus grand nombre de stades glaciaires que précédemment établi. Ces résultats montrent que l’étude géomorphologique approfondie est un préalable obligatoire (mais souvent négligé) à la mise en œuvre des méthodes de datation (Hofmann et al., 2020).

La reconstitution de la chronologie de la dernière glaciation s’appuie sur la datation d’exposition de blocs riches en quartz par le 10Be qui se situent sur des moraines dans deux vallées adjacentes au NO du point culminant du massif de la Forêt-Noire (Feldberg, 1493 m) et dans la région au SE du Feldberg. De nombreux sites d'échantillonnage se trouvent dans des forêts denses. A ces endroits, il n'a donc pas été possible de déterminer l'ombrage topographique par des mesures sur le terrain. Une boite à outils ArcGIS a permis de calculer les facteurs d’écrantage topographique à partir d’un MNT. Comme les performances de cette boite à outils n’avaient pas encore été comparées avec des données de terrain extensives, une étude de validation a été réalisée dans trois régions (le relief modéré de Forêt-Noire, la marge du Steingletscher dans les Alpes Suisses et plusieurs glaciers du massif des Écrins en France). Nos résultats montrent que l’écrantage topographique calculé avec la boite à outils est cohérent avec celui dérivé de données de terrain et que la boite à outils permet de calculer des facteurs d’écrantage précis (Hofmann, 2022).

La datation de l’englacement maximal au Pléistocène supérieur dans les vallées étudiées au NO du Feldberg (fig. 1) s’est avérée impossible puisque les moraines de cette phase d’englacement étaient dépourvues de blocs appropriés pour des datations dans la vallée de Zastler. Dans la vallée voisine de Sankt Wilhelm, l’érosion fluviatile a probablement effacé la moraine associée à cette phase d’englacement. Les âges préliminaires de blocs erratiques et de blocs morainiques dans la région au SE du Feldberg montrent que le retrait glaciaire de la position maximale de la marge glaciaire du Pléistocène supérieur commence au plus tard à 20,7 ± 0,9 ka. L’hypothèse de travail d’un désenglacement tardif par rapport à l’avant pays des Alpes demande à être confirmée par des datations supplémentaires (Hofmann, 2023). Les durées d’exposition de blocs morainiques au NO du Feldberg indiquent que les glaciers de vallée se retirent progressivement des moraines dans les vallées de Zastler (positions ZT-15 à ZT-08 ; fig. 1) et de Sankt Wilhelm (positions SW-18 à SW-04 ; fig.1). Le retrait glaciaire final de moraines dans la plupart des cirques étudiés commence au plus tard à 14 ka (positions KS-01, AB-02 et SW-02 ; fig. 1). Il est possible que la hausse rapide des températures estivales (vers 14,7 ka) en Europe centrale ait provoqué le retrait final des glaciers de cirque (Hofmann et al., 2022, 2024).

La reconstitution des MNT des paléo-glaciers a permis de calculer les LEG des paléo-glaciers. Les estimations de paléo-précipitations annuelles aux LEG se basent sur des données indépendantes de la température estivale du Lac de Burgäschi en Suisse (Bolland et al., 2020) qui se situe à environ 80 km au SSO des anciens glaciers. Vers 17 ka, la LEG au NO du Feldberg se situe vers 1120-1140 m, impliquant des précipitations annuelles d’environ 920-2420 mm. Pendant la phase d’englacement de cirque (vers 15-14 ka), les LEG remontent vers 1150-1210 m. Les vents dominants en provenance du SO déplaçaient de grandes quantités de neige des plateaux situés en amont des cirques vers les glaciers. De plus, les avalanches des escarpements en amont des paléo-glaciers apportaient de la neige supplémentaire. Pour ces raisons, la taille des zones qui sur-alimentaient les glaciers explique probablement les différences spatiales en termes des LEG. De ce fait, les estimations basses des précipitations annuelles (1030-1330 mm.a-1) correspondent probablement le mieux aux précipitations effectives pendant cette période (Hofmann et al., 2024).

La cartographie des formations glaciaires, la datation d’exposition de moraines par le 10Be et le calcul des LEG des paléo-glaciers ont permis, pour la première fois, de proposer une chronologie indépendante des variations glaciaires et un calcul approximatif des précipitations annuelles pour la Forêt-Noire. L'étude méthodologique (Hofmann, 2022) a contribué à affiner une approche existante qui permet de calculer des facteurs d'écrantage topographique à l'aide d’un MNT. Grâce à cet affinement, il est possible de calculer des durées d'exposition plus précises.

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Felix Martin Hofmann