Temporal scales and deglaciation rhytms in a polar glacier margin, baronbreen, Svalbard
Résumé
Polar regions are very sensitive to climate variability. Glacial environments, such as Spitsbergen, respond drastically to climate warming by the disintegration of ice masses, release of huge amounts of free water and rapid evolution of terrestrial landforms. Paraglacial studies have shown that sediment yield decreases with time following a relaxation curve. The study examines the effects of scaling on rythms of deglaciation and sediment fluxes in a small catchment. The study site was located on the Kongsfjorden area, northwest Spistbergen, Svalbard, in the front of Baron and Conway glaciers (79°N, 12°20'E). The area consists of a patchwork of glacial and fluvioglacial deposits that are reworked or built by paraglacial processes, and was investigated for field geomorphological mapping. To reconstruct the kinematics of deglaciation since the end of the Little Ice Age, several photographics sources (from 1907 to 2004) have been collected and analysed. Sedimentological analyses were made of samples collected in the field. Grain-size deposits were analysed using wet- and dry- mechanical- sieving techniques to isolate the gravel and sand fractions. Fine fraction was measured using a Coulter LS230 laser granulometer. This study provides several insights into the relationship between temporal scales, climatic variability and geomorphological responses. Glacier response to climate variations is non-linear and not immediate and depends of the catchment size and induced differential geomorphological responses. In a source-to-sink-fluxes and sediment budget perspective, this example illustrates the different stages of the paraglacial sediment cascade. It appears that the paraglacial sequence, known as a morphogenic crisis, could be affected by internal small threshold events, which are able to mobilize large quantities of sediment. It means that, at small scale, the curve profile is more irregular than suggested by large-scale models.
Les régions polaires sont très sensibles à la variabilité climatique. Les environnements glaciaires, comme le Spitsberg, répondent au réchauffement climatique par la désintégration de masses de glace, l'évacuation de grandes quantités d'eau sous forme liquide et par des évolutions rapides des modelés sur les marges glaciaires. Des études paraglaciaires antérieures ont montré que le taux de production sédimentaire diminue avec le temps selon une courbe de relaxation exponentielle négative. L'étude présentée dans cet article examine les effets de changements d'échelles sur les rythmes de la déglaciation et sur les flux sédimentaires dans un petit bassin versant. Le site de l'étude correspond aux fronts des glaciers Baron et Conway dans la région du Kongsfjorden, au nord-ouest du Spitsberg (Svalbard, 79°N, 12°20'E). Cet espace présente un patchwork de dépôts sédimentaires glaciaires et fluvio-glaciaires et a été analysé sur le terrain pour établir une cartographie géomorphologique. Différentes sources photographiques, de 1907 à 2004, ont été sélectionnées et analysées afin de reconstituer la cinématique de la déglaciation depuis la fin du Petit Âge glaciaire. Les analyses sédimentologiques ont été réalisées à partir d'un échantillonnage réalisé sur le terrain. La granulométrie des dépôts a été analysée par tamisage mécanique pour isoler les fractions sableuses et grossières. La fraction fine a été mesurée en utilisant un granulomètre laser Coulter LS230. Cette étude apporte des éléments de réponse dans la relation entre échelles temporelles, variabilité climatique et les réponses géomorphologiques. La réponse des glaciers aux variations climatiques est non-linéaire, non immédiate et dépend de la taille du bassin-versant ce qui induit des réponses géomorphologiques différentielles. Dans une perspective de transferts sédimentaires en cascade, de la source aux dépôts, et de budgets sédimentaires, cette étude montre les différentes étapes de la dynamique paraglaciaire. Il apparaît que la séquence paraglaciaire, connue comme une crise morphogénique, peut être affectée par de petits événements internes, capables de mobiliser de grandes quantités de sédiments. Cela signifie que, sur une échelle temporelle inférieure au siècle, le profil de la courbe de relaxation est plus irrégulier, que celui suggéré par les modèles à grande échelle.