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Le terme de glaciations désigne les avances des glaciers au-delà des bordures alpines lors de la dernière phase de l'histoire de la Terre, l'âge glaciaire. Cette période, dont la délimitation précise est controversée, débute il y a environ 1,67 million d'années. Des recherches récentes la font remonter à 2,4 millions. Chaque glaciation a duré quelque 100 000 ans et est marquée par d'importants changements de climat. Les glaciers ont laissé des témoins géologiques caractéristiques: vallums morainiques, blocs erratiques, stries, vallées surcreusées et terrasses fluvio-glaciaires.
Lors de l'avance des glaciers, les lacs de la bordure alpine, au nord comme au sud (comme les lacs de Thoune, de Walenstadt ou de Côme) se remplissaient de glace. Une telle augmentation du volume de glace suppose une baisse de la température moyenne d'au moins 12° à 15°C. L'étude des coléoptères fossiles, par exemple dans les couches de houille et schiste charbonneux de Gossau (ZH), a permis de recueillir des indices plus précis sur les températures: ainsi, pour la dernière strate avant le recouvrement par le glacier, la température moyenne du mois le plus chaud était de 9°C (auj. 18°C à Zurich-Kloten) et pour le mois le plus froid de -21°C (auj. -1°C à Zurich-Kloten). Le climat de l'âge glaciaire était surtout beaucoup plus froid en hiver et donc plus continental.
Les vestiges géologiques observés en Suisse de part et d'autre de la chaîne des Alpes attestent au moins quinze phases de progression glaciaire que l'on divise en un groupe ancien et un groupe récent. La limite entre les deux groupes coïncide avec la dernière inversion du champ magnétique terrestre, il y a tout juste 800 000 ans. Les premières glaciations de l'espace alpin se sont produites entre plus de 2 millions et 1,67 million d'années. Elles ont été datées par des restes de mammifères conservés dans les nappes d'alluvions fluvio-glaciaires de l'Irchel (comm. Zurich). Le groupe récent est marqué par une plus grande fluctuation d'amplitude de l'extension glaciaire. Les variations climatiques constituent la caractéristique essentielle de l'âge glaciaire. Les épisodes interglaciaires étaient comparables à notre climat actuel, voire parfois plus chauds. Pour la phase la plus chaude du dernier interglaciaire, on a ainsi calculé une température annuelle moyenne de deux degrés supérieure à l'actuelle. La transition d'une phase chaude à une phase froide s'est à chaque fois opérée en quelques décennies. Les périodes chaudes interglaciaires sont encore mal connues dans le détail.
La division traditionnelle des phases glaciaires, appelées Günz, Mindel, Riss et Würm d'après des rivières de la région préalpine de l'Allemagne méridionale, est aujourd'hui dépassée. Seul le terme de Würm est encore utilisé pour désigner la dernière glaciation, entre 115 000 et 10 000 ans. Il y a environ 780 000 ans, la sixième glaciation, à compter depuis la dernière, s'est manifestée par au moins deux avances du glacier du Rhône jusque dans la région du Haut-Rhin (Möhlin). L'avant-dernière glaciation a été d'une extension limitée et le Moyen Pays est resté en bonne partie libre de glaces.
Auteur(e): Christian Schlüchter / LA
Schématiquement, après la fin du dernier réchauffement (env. 115 000 ans), les glaciers s'avancèrent à deux reprises, dont une première fois vers 100 000 ans (datations par luminescence). Avant 60 000 ans, ils s'étaient retirés du Moyen Pays. Durant cet interstade, de 60 000 à 28 000 ans, le Moyen Pays resta libre de glaces et le plus souvent couvert d'une végétation steppique, avec une limite de la forêt à environ 800 m. Des phénomènes de pergélisol durant la période entre 33 000 et 28 000 ans ont été identifiés dans l'est du Moyen Pays. La seconde avancée glaciaire ne commença que vers 32 000 ans au plus tôt car, à cette époque, les Alpes étaient libres de glace jusqu'à environ 1800 m d'altitude, comme en témoigne la découverte d'un ours brun dans une grotte à Melchsee-Frutt. L'extension maximale du glacier de la Linth lors de la dernière glaciation fut atteinte vers 28 000 ans; quant au glacier du Rhône, les observations à la surface de blocs erratiques près de Burgäschi et de Steinhof ont permis de situer son maximum dans le Moyen Pays à 18 900 ans.
La reconstitution spatiale des masses glaciaires alpines de la dernière glaciation donne l'image de gigantesques calottes recouvrant la Haute-Engadine, la Surselva, la vallée de Conches et le Mattertal près de Zermatt, avec une surface de glace à une altitude maximale tout juste supérieure à 3000 m. De là s'écoulaient des masses de glace, en partie également vers le nord, par-delà la ligne de partage des eaux. La disposition de cette masse de glace suppose des conditions de circulation dominées par un flux venant du sud en direction des Alpes.
La phase tardive de la dernière glaciation fut marquée par deux réchauffements importants, vers 17 000 et 14 600 ans, qui firent fondre les glaces en quelques centaines d'années. Ainsi, vers 14 000 ans, les cols alpins, tels le Simplon et le Julier, étaient déjà libres de glace. La fin de la dernière glaciation fut retardée par un stade d'oscillations froides entre 11 500 et 10 000 ans; au début de cette phase, les glaciers alpins firent une nette progression jusque dans les régions des cols. De même, les sédiments des lacs du Moyen Pays montrent des changements intervenus dans la composition isotopique et partiellement dans la végétation (flore). Cet ultime refroidissement de la dernière glaciation est appelé Dryas récent (soit stade d'Egesen pour l'extension des glaciers). Alors que cette oscillation froide était autrefois supposée limitée à la région du nord de l'Atlantique, à laquelle les modèles climatiques attribuaient une fonction de moteur des variations climatiques, la recherche actuelle, se fondant sur la datation des moraines frontales de Scandinavie, des Alpes et de Nouvelle-Zélande, tend à faire du Dryas récent un phénomène global.
Auteur(e): Christian Schlüchter / LA
Ainsi que l'atteste le biface découvert à Pratteln (Paléolithique), l'homme a fait son apparition en Suisse vers 300 000 ans, soit après la plus grande glaciation. Il a donc été le témoin de profonds changements de son environnement durant au moins deux grandes glaciations, l'avant-dernière et la dernière, et durant l'interstade chaud. Les changements climatiques ont eu des effets sur la faune et la flore. L'environnement naturel de l'homme du Paléolithique n'était pas fondamentalement différent de celui d'aujourd'hui: les grands fleuves alpins avaient déjà leur vallée tracée et le nord des Alpes formait un château d'eau alimentant l'Aar, la Reuss, la Limmat et le Rhin. Les avancées glaciaires ne modifièrent guère la situation des cours d'eau, mais leur caractère, transformant les rivières à méandres des phases chaudes en rivières impétueuses. Pendant les phases de réchauffement, le Moyen Pays était couvert comme aujourd'hui de forêts mixtes et de feuillus. Les phases froides ne permettaient que la croissance d'une maigre végétation steppique en l'absence de glace. Pendant de longues périodes à l'intérieur même d'une glaciation, le Moyen Pays ressemblait à une steppe froide avec une limite de la forêt située entre 700 et 800 m et une limite des neiges persistantes également très basse. Cependant, jusqu'à 32 000 ans au moins, cette limite resta au-dessus de 1800 m. Ce n'est que durant l'extension maximale des glaciers entre 28 000 et 18 000 ans qu'elle descendit en-dessous de 1000 m (région du Napf, Jura). La fin de chaque glaciation s'accompagnait d'un immense transfert de masse géologique avant que la couverture végétale pût stabiliser la surface du terrain dégagé par la fonte des glaces.
En Suisse, la recherche sur les glaciations (Glaciologie) a été essentiellement marquée par Jean-Pierre Perraudin, Ignace Venetz, Jean de Charpentier, Adolphe Morlot, Louis Agassiz, Friedrich Mühlberg et Paul Beck.
Auteur(e): Christian Schlüchter / LA