A6 Jökulhlaups et inondations glaciaires

Topique

Un jökulhlaup, terme islandais désignant une crue glaciaire soudaine, est la libération brutale d'eau stockée à l'intérieur ou à la surface d'un glacier. Cette libération soudaine peut générer des débits de plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes par seconde en quelques heures seulement. Un jökulhlaup peut être déclenché de trois manières différentes : par la rupture d'un barrage de glace retenant l'eau, par la vidange d'un lac formé sous le glacier et chauffé par une activité géothermique ou volcanique, ou par la rupture d'un barrage morainique constitué de sédiments déposés par le glacier lui-même.

Le mécanisme à l'origine d'un jökulhlaup sous la glace est un canal d'eau sous pression qui traverse le glacier. L'eau sous pression qui s'écoule dans ce canal fait fondre les parois de glace grâce à la chaleur générée par le frottement de l'eau en mouvement, et cette fonte élargit le canal. Un canal plus large réduit la pression hydraulique de l'eau qui s'y écoule. Cette pression hydraulique plus faible aspire davantage d'eau du système stocké sous le glacier vers le chenal lui-même, et ce volume d'eau accru accélère encore la vidange du jökulhlaup, bouclant ainsi une boucle de rétroaction thermohydraulique auto-entretenue. Cette même boucle de rétroaction est à l'origine de la forme caractéristique de l'hydrogramme d'un jökulhlaup : une montée initiale lente et progressive suivie d'un pic catastrophique.

En revanche, lorsqu'un jökulhlaup se forme par la vidange d'un lac glaciaire retenu par un barrage en amont du front glaciaire, la brèche de la barrière contenant ce lac obéit aux mêmes lois physiques qu'un chenal à ciel ouvert, auxquelles s'ajoute l'érosion en amont qui approfondit la brèche à mesure que davantage d'eau s'échappe du lac glaciaire. Un modèle standard décrit l'évolution du chenal qui s'ouvre sous la glace au fur et à mesure de l'avancée du jökulhlaup, tandis qu'un autre ensemble d'équations standard décrit la propagation de l'onde de crue du jökulhlaup une fois qu'elle a quitté le glacier et s'écoule vers l'aval. Le comportement attendu d'un jökulhlaup, qu'il provienne de sous la glace ou de la vidange d'un lac glaciaire retenu par un barrage, suit une corrélation empirique bien établie : plus le volume d'eau accumulé avant la vidange est important, plus le débit de pointe atteint par le jökulhlaup pendant les quelques heures de son déversement est élevé — le même déversement soudain de dizaines de milliers de mètres cubes par seconde qui a introduit cette description.

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