Partie A : Histoire et traces Déglaciation du Québec Carrière de Saint-Côme dans des sédiments fluvioglaciaires

Le Wisconsinien Le Wisconsinien (du nom de l’état américain) est une division de l’échelle des temps géologiques qui s’étend de -80 000 ans (-80ka) à -10 ka et qui correspond à la présence de l’inlandsis laurentidien sur le Québec et d’autres parties du Canada. Dans sa dernière avancée, cet inlandsis a atteint à -18 ka la limite sud montrée sur l’image de droite. Cette limite est marquée sur le terrain par une moraine terminale. Source : Information touristique du Rhode Island : http://www.jamestown-ri.info/glaciation.htm

L’inlandsis laurentidien Dans la région de Toronto Images du site Géopanorama du Canada de Ressources naturelles Canada Il y a 17 000 ans dans la région de Calgary

Moraines de récession Le réchauffement de l’hémisphère nord a provoqué la fonte de l’inlandsis laurentidien entre -18 ka et -7ka. C’est l’histoire de cette déglaciation et des traces qu’elle a laissées que nous étudions aujourd’hui. On peut suivre l’histoire du recul de la glace grâce à des moraines frontales mises en place lorsque le glacier a marqué des pauses. Ce sont la glace et l’eau de fonte du glacier qui déposaient ces sédiments au front glaciaire. Comme elles marquent les positions successives d’un inlandsis en récession, on les appelle aussi moraines de récession. La carte suivante montre, par la position des moraines de récession, le recul de la glace dans le sud-est du Québec et le nord de la Nouvelle-Angleterre. Les dates sont en milliers d’années (-ka) avant aujourd’hui. Malheureusement, il s’agit d’années «carbone 14» et non d’années habituelles.

La carte est de Serge Occhietti et Pierre Richard: Géographie physique et Quaternaire, 2003, vol. 57, nos 2-3, p. 115-138.

Moraines de récession du glacier Athabasca (à droite, à l’extérieur de la photographie) dans les Rocheuses. Ce glacier a reculé de plus de 1 km au XXe siècle.

Question Cap Cod, au sud de Boston, est une bande de sable et de gravier sur le bord de l’Atlantique. Quel est son lien avec l’inlandsis laurentidien ? Réponse : C’est une partie de la moraine terminale de l’inlandsis, qui s’étend le long de la côte des États-Unis de New York jusqu’à Cape Cod. C’est une partie de la moraine Harbor Hill de la prochaine diapositive. Image de la NASA, Visible Earth : http://visibleearth.nasa.gov/

On trouve deux moraines terminales (le glacier a avancé deux fois) à Long Island (à côté de la ville de New York). La photo montre le sable et le gravier d’un delta associé à la moraine terminale Harbor Hill.

Les lacs proglaciaires Il y a souvent des lacs éphémères au front d’un glacier en récession . On les appelle lacs proglaciaires ou simplement lacs glaciaires. Le préfixe pro signifie en avant de. Leur eau provient de la fonte du glacier ou d’un bassin hydrologique qui se draine en direction du glacier, le glacier jouant alors le rôle de barrage. Il y a eu plusieurs de ces lacs lors de la déglaciation du Québec. Puisque les lacs occupent les creux du terrain, certains lacs actuels occupent toujours des parties de lacs glaciaires disparus. Nous reparlerons des sédiments déposés dans ces lacs, les sédiments glaciolacustres.

Les limites du lac proglaciaire Memphrémagog il y a 12,2 ka au moment où le glacier construisait la moraine du mont Ham. Notez que le lac est créé par le barrage de la rivière Saint-François et qu’une partie de la moraine est mise en place au contact de l’eau du lac. D’après une carte de Parent et Occhietti : www.erudit.org/ revue/gpq/1999/v53/n1/0048 59ar.html

Mont Edith Cavell Glacier Athabasca Exemples de lacs glaciaires.

La vallée de la rivière Takhini, au Yukon, est plate parce que c’est le fond de l’ancien lac glaciaire Champagne. Les cours d’eau y ont déposé d’épaisses couches de silt beige que la rivière entaille maintenant. rivière silt

Les anciens rivages L’ancien rivage d’un lac ou d’une mer laisse des traces dans le paysage : plages, deltas et falaises taillées par les vagues. Lors de la formation d’un rivage, à la fin de la dernière glaciation, celui-ci était horizontal et, dans le cas d’un rivage marin, son altitude par rapport au niveau de la mer était de 0. On constate aujourd’hui que ces anciens rivages sont déformés, certains points étant plus hauts que d’autres, et que, dans le cas des rivages marins, leur altitude peut être supérieure ou inférieure au niveau actuel de la mer. Cela résulte de deux choses : le poids énorme d’un inlandsis déforme la croûte (enfoncement sous la glace et soulèvement autour) ; l’immense volume d’eau prisonnier dans la glace abaisse le niveau des océans. Par exemple, on estime que la fonte de l’inlandsis de l’Antarctique ferait monter le niveau des mers d’une soixantaine de mètres.

Exemple d’ancien rivage : un delta formé autrefois dans le lac glaciaire Champagne (Yukon). Le lac Kusawa occupe aujourd’hui une partie de ce lac éphémère. d e l t a Lac Kusawa

Pour étudier la façon dont la croûte s’ajuste à la fonte d’un inlandsis, on utilise l’ancien rivage d’un lac glaciaire ou d’un océan pour tracer sur une carte des isobases. Une isobase réunit tous les points de cet ancien rivage qui sont aujourd’hui à la même altitude par rapport au niveau actuel de la mer. La croûte s’ajuste inlandsis ancien rivage -10m +5m ancien niveau marin niveau marin actuel isobases +5 0 -5 -10

Question Voici la carte, d’après Parent et Occhietti, des isobases pour le rivage du lac proglaciaire Memphrémagog tel qu’il existait il y a 12,2 ka. Qu’est-ce que les isobases vous permettent de dire sur la position du centre de l’inlandsis ? Réponse : On constate que la partie NO de l’ancien rivage est maintenant plus haute de 30 m que la partie SE. Le NO du lac était donc plus enfoncé il y a 12,2 ka. Cela nous dit que le centre de l’inlandsis était du côté NO du lac.

Les mers postglaciaires Quand l’inlandsis laurentidien a commencé à fondre le niveau des océans a monté aussitôt, mais la lithosphère du Québec, elle, a amorcé un relèvement si lent qu’il n’est pas fini aujourd’hui. Cela a permis à l’Atlantique d’inonder certaines régions basses du Québec. Quand l’eau de mer envahit une région, on parle d’une transgression marine. Quand cela arrive à la suite d’une période glaciaire, c’est une transgression marine postglaciaire (le préfixe post signifie après). La région inondée devient, elle, une mer postglaciaire. Les mers postglaciaires ne durent guère parce que le relèvement du continent chasse progressivement les eaux marines. On appelle ce retrait une régression marine.

Les choses se passent ainsi Les choses se passent ainsi. Dès que la glace libère une région suffisamment basse et enfoncée, en contact avec l’océan, l’eau l’envahit. Sitôt envahie, la région commence à émerger parce qu’elle se soulève. La transgression représente donc une très courte partie de la vie d’une mer postglaciaire, qui passe le plus gros de son existence en régression. Pendant qu’une mer occupe la plate-forme du Saint- Laurent (de -12 ka à -9,5 ka), le nord du Québec est toujours sous la glace. Quand, il y a 7 ou 8 ka, l’eau finit par envahir les régions côtières du nord, l’Atlantique a déjà quitté depuis longtemps les régions de Montréal et de Québec. La carte suivante présente les principales mers postglaciaires du Québec. Il faut se rappeler que c’est un processus dynamique. Aucune de ces mers n’a occupé tout son territoire pendant toute la durée indiquée !

Évolution de la mer de Champlain et des lacs ayant occupé la même région. Dessins d’après des figures de Pierre-André Bourque : http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/retrait.glaces.html

L’isostasie Le mécanisme à l’origine des mers postglaciaires est l’isostasie (iso-stasie = égale-stabilité). C’est la tendance de la lithosphère à ajuster la hauteur où elle « flotte » sur l’asthénosphère en fonction de la charge qu’elle supporte. Bien que la lithosphère « flotte » sur de la roche, cette tendance résulte des mêmes lois de la mécanique qui font que l’enfoncement d’un cargo varie en fonction de la charge qu’il transporte. On qualifie d’isostatique tout ce qui touche à l’isostasie. L’enlèvement de la glace qui provoque le relèvement d’un continent est donc appelé décharge glacio-isostatique. Il existe encore une mer postglaciaire. C’est la baie d’Hudson dont la profondeur maximale n’est que de 200 m environ. À cause de la décharge glacio-isostatique, cette région se soulève encore d’à peu près 1 cm par an et la mer régresse sans cesse.

Question Image de la NASA, Geomorphology from Space : http://daac.gsfc.nasa.gov/DAAC_DOCS/geomorphology/GEO_COMPLETE_TOC.html Cette photo aérienne exceptionnelle montre le bord de la baie d’Hudson éclairé par le soleil bas du milieu de l’hiver. Voyez-vous des signes de retrait de la mer ? Réponse : On voit une cinquantaine de plages abandonnées qui marquent son retrait. Ces plages ont de 100 à 200 métres de largeur.

Sédimentation marine Les mers postglaciaires ont donné lieu à tous les phénomènes de sédimentation habituels : deltas là où les cours d’eau se jetaient dans la mer, plages de sable, cordons de gravier, dépôts fins d’eau profonde de type argiles, etc. Ce qui complique l’affaire, c’est que lors de la régression le bord de mer change sans cesse de place. Les deltas se déplacent, les cours d’eau creusent leur lit dans les argiles déposées peu avant dans le fond de la mer, le vent déplace le sable des plages abandonnées et forme des dunes, etc. Cela crée notamment beaucoup de talus d’érosion et de terrasses d’origine marine ou fluviale. Les vagues ou les courants taillent une surface plane, la terrasse, qui se termine par une falaise ou un ressaut, le talus.

Talus et terrasse Terrasse taillée quand la mer était plus haute ou la côte plus basse Falaise ou talus Terrasse que la vague taille actuellement

Terrasse ancien chenal Terrasse marine de la Gaspésie (ci-dessus). À Mirabel (ci-dessous), les talus bordant les chenaux creusés dans les sédiments de la mer de Champlain par l’ancienne rivière des Outaouais (comme la Takhini). Talus Talus ancien chenal

Ancien delta Extrait d’une carte de Bonnay et Prichonnet, http://www.afec33.asso.fr/ftp/revue/pdf/n38.pdf On exploite dans Lanaudière le sable des anciens deltas, dans la mer de Champlain, des rivières Ouareau et l’Assomption.

Les coulées d’argile Les argiles déposées autrefois dans le fond des mers postglaciaires, donc en eau salée, se modifient quand l’eau douce souterraine y circule (nous en reparlerons). Quand un cours d’eau entaille profondément un dépôt épais de ces argiles modifiées, la rive peut céder soudainement, ce qui déstabilise la tranche suivante de terrain qui cède à son tour. Toute la masse d’argile peut alors s’écouler comme un liquide dans le cours d’eau. Ces coulées d’argile sont un phénomène courant en Outaouais, le long du Saint-Laurent, au Saguenay, etc. Elles ont donné la catastrophe de Saint-Jean-Vianney (un village proche de Chicoutimi) en 1971 : 30 maisons détruites et 31 morts.

Le dépôt d’argiles de la mer de Champlain, sur lequel était construit le village de Lemieux (pas loin de l’autoroute Montréal - Ottawa), évacué peu avant, a coulé dans la rivière Nation Sud en juin 1993. Barrage de débris inondation Photo de Greg Brooks, Commission géologique du Canada, Ressources naturelles Canada : http://sts.gsc.nrcan.gc.ca/landslides/photo_results_e.asp

Le « cratère » de Lemieux reste impressionnant même en 2006.

Partie de la cicatrice d’anciennes coulées près de Saint-Alban (à gauche) et à Nicolet (à droite).