Études sur les glaciers/III
CHAPITRE III.
DE LA STRUCTURE DES GLACIERS.
C’est un fait reconnu que la glace des glaciers est fort différente de la glace ordinaire qui se forme en hiver sur nos lacs, nos mares et nos rivières. Au lieu d’être glissante et polie, elle est inégale à sa surface, ce qui fait que l’on chemine très-commodément et sans aucun danger sur tous les glaciers qui ne sont ni trop crevassés, ni trop inclinés. Cette apparence particulière résulte, à mon avis, de la structure intime de la glace des glaciers, qui est composée d’une multitude de fragmens angulaires de glace, ayant d’ordinaire demi-pouce jusqu’à un pouce et demi de diamètre et qui sont séparés les uns des autres par des fissures capillaires innombrables. La surface de ces fragmens est inégale, le plus souvent ridée ou striée, rarement tout-à-fait lisse ; les plus grands se trouvent toujours à l’extrémité du glacier, où l’on en rencontre qui ont jusqu’à trois pouces ; mais ils sont loin d’avoir la régularité des vrais cristaux[1] et varient considérablement dans leur forme. À mesure que l’on s’élève vers la partie supérieure des glaciers, on voit ces fragmens diminuer insensiblement de volume et se réduire enfin à de simples granules ; la masse entière passe alors à l’état d’une neige grenue, que les habitans des Alpes françaises appellent névé et que l’on désigne en allemand sous le nom de firn.
Le névé est en quelque sorte une forme intermédiaire entre la glace et la neige, qui n’existe que dans les hautes régions ; les mers de glace en sont en grande partie composées, au moins à la surface, et on le retrouve également sur la plupart des hautes cimes de nos Alpes. Le glacier lui-même n’est, dans toute sa masse, qu’une transformation du névé, opérée à l’aide de l’eau, et voici de quelle manière : quoique la température moyenne des régions où règne le névé soit de beaucoup au-dessous de zéro, le soleil parvient cependant à en fondre annuellement une partie, pendant les mois chauds de l’été. L’eau qui résulte de cette fonte s’infiltre dans la masse, où, remplaçant l’air que le névé contient en abondance, elle se congèle pendant la nuit et transforme ainsi une partie du névé en une glace d’abord peu compacte, mais qui gagne de plus en plus en consistance et en épaisseur, à mesure que de nouvelles eaux viennent s’y infiltrer et que la masse entière chemine dans le sens de sa pente (Voy. chapitre XII, Du mouvement des glaciers). La transformation du névé en glace s’opère généralement de bas en haut, par la raison fort simple que l’eau, tendant continuellement à descendre, c’est la partie inférieure du névé qui s’imbibe la première. Il en résulte que, dans la plupart des cas, le fond est à l’état de glace, tandis que la surface est encore à l’état de névé ; c’est en effet ce que démontrent les observations de MM. de Saussure, Zumstein et Hugi ; et j’ai eu moi-même plusieurs fois l’occasion de faire cette observation au glacier de l’Aar et au glacier de Zermatt.
Le névé lui-même n’est en définitive autre chose qu’une neige congelée ; c’est le glacier dans son premier développement. Sa structure grenue est le résultat de la gelée, et l’eau est en quelque sorte le ciment qui, en se congelant, transforme cette masse granuleuse en une masse compacte. J’envisage les grains du névé comme l’origine de cette structure fragmentaire ou de ces soi-disant cristaux qui se retrouvent dans la glace de tous les glaciers, quelle que soit sa compacité ; car lorsqu’on ne les aperçoit pas au premier coup-d’œil, il suffit d’humecter la surface avec un peu d’acide ou tout autre liquide coloré, pour les voir aussitôt se dessiner avec la plus grande netteté ; on entend en même temps un léger bruit de décrépitation. L’urine chaude est le réactif le plus portatif que l’on puisse employer dans ce but ; ceux qui feront cette petite expérience seront frappés de la différence des effets produits par ce moyen sur la glace d’un glacier, comparativement à ceux produits sur la neige ou sur la glace ordinaire.
La glace d’un glacier est d’autant plus transparente que ces soi-disant cristaux sont plus grands ; c’est essentiellement l’air contenu entre les joints des fragmens qui la rend opaque ; or plus ces fragmens ou prétendus cristaux seront grands, moins il y aura de joints dans la masse et plus par conséquent la glace aura de transparence.
Aussi la glace est-elle toujours plus transparente dans la partie inférieure des glaciers que dans leur partie supérieure, de même que c’est aussi ici qu’elle atteint son maximum de compacité. Mais cette transparence et cette compacité ne se maintiennent point à la surface, à moins que celle-ci ne soit abritée contre les agens atmosphériques. Les vents, la pluie et la chaleur rendent la glace poreuse et finissent par la désagréger complètement ; les joints qui unissent les fragmens se disloquent, et lorsque, comme cela arrive assez fréquemment, les glaciers forment des pointes ou des prolongemens saillans à leur extrémité, l’on voit ces pointes bouger plus ou moins lorsqu’on les secoue, et souvent il suffit d’un léger choc pour en abattre de très-gros blocs qui, en tombant, se divisent en une masse de petits fragmens. Examinés isolément, ces fragmens sont d’une transparence parfaite, tandis que, réunis, ils formaient une masse très-opaque ; ce qui confirme ce que je viens de dire, que l’opacité résulte surtout de l’air renfermé entre les joints.
Il est assez difficile de se rendre compte de la formation des fissures capillaires qui séparent tous ces fragmens. Je crois cependant qu’il faut les attribuer à la compression des bulles d’air renfermées en si grand nombre dans les névés et dans la partie supérieure des glaciers et qui s’y trouvent engagées par suite de la congélation des masses de neige qui se transforment en glace. On conçoit que cette transformation ne s’opérant qu’insensiblement, l’air engagé dans la neige ne s’en échappe que partiellement, lorsque l’eau qui s’y infiltre vient à le déplacer. Mais bientôt la congélation de cette eau enferme l’air dans la masse du névé ; cet air apparaît alors sous la forme de bulles de différentes formes ; puis, à mesure que le névé se transforme en glace plus compacte, ces bulles sont comprimées et souvent déplacées par les mouvemens de la glace résultant de sa dilatation : il arrive enfin que ces petits interstices sont transformés en fissures capillaires qui s’entrecroisent dans tous les sens et se renouvellent continuellement, lorsque, remplies d’eau, elles viennent à se congeler. L’inégalité de tension d’une masse composée de tant de fragmens inégaux se désagrégeant et se réagrégeant continuellement, doit aussi puissamment contribuer à leur formation et à leur renouvellement. De Saussure a démontré expérimentalement que la glace formée de neige imbibée d’eau était ainsi remplie de bulles d’air : si nous supposons dès lors cette glace artificielle soumise à tous les mouvemens de la masse des glaciers, sous une pression plus ou moins considérable, nous aurons réuni toutes les conditions nécessaires à la formation de ces fissures capillaires, qui jouent un si grand rôle dans la plupart des phénomènes que présente la glace des glaciers.
L’intérieur des crevasses est bien moins âpre que la surface du glacier ; leurs parois, par cela même qu’elles sont verticales, offrent moins de prise aux agens extérieurs ; cependant elles ne sont pas, à beaucoup près, aussi lisses que les endroits recouverts par des moraines ou par des blocs isolés ; c’est surtout sous les nappes de blocs de l’extrémité inférieure des glaciers que la glace acquiert son maximum de compacité ; elle y est souvent d’une dureté telle, qu’elle se brise en esquilles, dont les bords sont aussi tranchans que s’ils étaient de verre.
Il résulte de ceci que le névé ne peut se transformer en glace qu’à l’aide de l’eau, soit que cette eau provienne de la fonte de la croûte supérieure ou des pluies. On a prétendu que, passé une certaine limite, la neige et les névés n’étaient plus susceptibles de se fondre et que l’évaporation avait seule prise sur eux. Il en résulterait que les hautes sommités des Alpes ne devraient être couvertes que de neige et que la glace y serait complètement inconnue. C’est en effet ce qu’affirment la plupart des physiciens et des météorologistes les plus modernes qui s’appuient ici de l’autorité de Saussure[2]. Il est vrai que de Saussure dit positivement au § 530 de son ouvrage (Tom. I, p. 374), que l’on ne trouve jamais que des neiges sur les cimes des montagnes isolées : il s’efforce même de combattre l’opinion de quelques naturalistes qui pensaient que le Mont-Blanc était couvert de glaces vives. Ailleurs, en traitant de la fonte des neiges (Tom. II, p. 320, § 943), il ajoute « qu’en général les neiges proprement dites ne fondent guère au-dessus de 1 300 toises sur les montagnes dont la hauteur totale surpasse 15 à 1 600 toises. » Mais il est à remarquer que lorsque de Saussure émettait ces opinions, il n’avait pas encore fait l’ascension du Mont-Blanc. Ce n’est que plus tard, dans le quatrième volume de ses Voyages dans les Alpes, qu’il a publié le récit de ce voyage ; et si tous ceux qui s’en sont rapportés avec tant de confiance à ce qui est dit dans les deux premiers volumes, avaient pris la peine de lire l’ouvrage jusqu’au bout, ils auraient appris que de Saussure lui-même a été le premier à reconnaître son erreur, puisqu’il rapporte au § 1981 (Tom. IV, p. 163) qu’en traversant le premier plateau de neige qui entoure la cime du Mont-Blanc, il observa d’énormes cubes de glace (séracs voy. plus bas) qui étaient descendus du dôme du Goûté et dont « le fond ou la partie qui avait été contiguë au roc était une glace à petites bulles, translucide, blanche, dure et plus compacte que celle des glaciers. » Pour éviter toute cause d’erreur il ajoute même dans une petite note au bas de la même page : « La vue de cette glace si blanche, ressemblant à de la neige, me prouve que j’avais bien pu me tromper lorsque, du haut du Cramont, j’avais cru pouvoir affirmer que les calottes qui recouvrent le Mont-Blanc et les sommités voisines sont en entier de neige et non point de glace. » Nous verrons plus tard en traitant de la couleur des glaciers que c’est un fait général que la glace perd ses teintes verdâtres et bleuâtres dans les hautes régions.
M. Zumstein rapporte[3] que lors de sa seconde ascension du Mont-Rose, en 1820, il passa la nuit dans une immense crevasse, à une hauteur de 13 128 pieds. Les parois de cette crevasse étaient de glace très-compacte et d’un bel azur. Or la présence d’une crevasse et d’un massif de glace compacte à cette hauteur, prouve suffisamment que l’eau doit s’y trouver parfois à l’état liquide, pour cimenter le névé et le transformer en glace. D’ailleurs M. Zumstein ajoute lui-même qu’il fut assailli par la pluie à une hauteur de près de 10 000 pieds. Or s’il y pleut, le soleil, à bien plus forte raison, doit être capable de fondre le névé ; car ce qui empêche habituellement la fonte, c’est moins le défaut de chaleur, que la sécheresse de l’air, qui transforme immédiatement la neige en vapeur d’eau. Enfin M. Hugi trouva le névé de la Mer de Glace de l’Oberland bernois, au pied du Grünhorn, tellement imbibé d’eau, que son guide y enfonçait jusqu’aux genoux[4].
Mais s’il est vrai que l’eau est indispensable pour transformer le névé en glacier, il est également vrai que la glace de glaciers ne saurait se former directement de l’eau, et c’est en quoi elle diffère de la glace ordinaire. Pour s’en convaincre il suffit d’examiner la glace qui se forme, pendant les nuits d’été, sur les petits filets d’eau et les creux de la surface du glacier, et l’on verra qu’elle n’a absolument rien de commun avec le massif du glacier ; elle n’est d’aucune durée, et avant qu’il soit midi le soleil l’a ordinairement déjà fondue. C’est donc à tort que quelques auteurs ont voulu ranger ces filets d’eau parmi les agens créateurs de la glace des glaciers ; plusieurs les ont envisagés comme la cause principale de leur mouvement.
Un autre caractère propre à la glace des glaciers et qui tient à son mode de formation, c’est qu’elle est stratifiée, Il est vrai que cette stratification n’est pas toujours distincte à l’extrémité des glaciers, où elle ne se voit, le plus souvent, qu’au-dessus des voûtes ou dans les crevasses très-profondes. Mais lorsqu’on remonte le cours d’un glacier, il est rare qu’on ne rencontre pas des endroits où cette disposition des masses par couches superposées se montre d’une manière évidente. Dans les parties supérieures du glacier, elle est quelquefois indiquée par une légère couche de neige séparant les couches de glace, comme cela se voit entre autres très-bien au glacier du Gries, où toute la masse du glacier est stratifiée en couches excessivement nombreuses. De Saussure et Zumstein ont observé le même phénomène de stratification, l’un au Mont-Blanc et l’autre au Mont-Rose. J’en ai vu moi-même de très-beaux exemples sur les parois verticales du glacier de St-Théodule, près du Mont-Cervin, là où il s’adosse à son arête septentrionale (voyez Pl. 13, fig. 1). On a remarqué que ces couches diminuent d’épaisseur de haut en bas et qu’elles s’effacent même complètement à une certaine profondeur. Zumstein pense, avec de Saussure, qu’elles sont annuelles, c’est-à-dire, qu’elles indiquent le volume de neige tombé dans une année. Sans posséder des preuves directes du contraire, je crois cependant cette opinion hazardée ; il est évident qu’elles indiquent des alternances dans la température de ces hautes régions ; mais comme ces alternances peuvent être très-fréquentes dans une seule et même année, on va peut-être trop loin en les faisant correspondre sans preuves directes, à des périodes annuelles.
Quant aux petites bandes de neige que l’on remarque quelquefois entre les couches de glace, je n’ai pas encore été à même de les observer assez fréquemment et sur une assez grande échelle, pour pouvoir en donner une explication authentique. Cependant il me paraît incontestable qu’elles dépendent, d’une part, de la quantité de neige qui tombe durant la saison froide, et d’autre part, des alternances plus ou moins sensibles de la température pendant l’été. Si à un hiver très-neigeux, il vient à succéder un été peu chaud, la couche de neige ne pourra pas être entièrement absorbée par l’évaporation et la fonte, et au premier retour du froid la surface de cette neige, qui n’aura pas été fondue, se durcira ; de nouvelles neiges viendront s’y déposer, et lorsque celles-ci se transformeront à leur tour en glace, la couche de neige qui n’aura pas été imbibée avant le premier retour du froid, continuera d’exister à l’état de neige entre des couches de glace. Cette explication est appuyée par ce fait très-important, que ces bandes de neige ne s’observent avec cette régularité que dans les hautes régions, là où s’opère la transformation des névés en glace.
Il ne faut pas prendre pour des indices de stratification certaines soudures que l’on remarque quelquefois dans la partie inférieure des glaciers et qui ne sont autre chose que des crevasses refermées, devenues horizontales par suite d’un accident quelconque survenu dans la marche du glacier. Nous en avons observé de semblables au glacier de Viesch où l’on remarquait dans ces soudures des débris d’aiguilles brisées. Il ne serait pas surprenant que l’on y trouvât même du gravier et d’autres corps étrangers.
Lorsque les pentes sur lesquelles reposent les névés sont très-raides, il peut arriver que de grandes masses s’en détachent et se précipitent tout d’un trait dans les parties inférieures. Suivant de Saussure, lorsque quelques parties de la masse portent à faux, leur pesanteur les force à se rompre en fragmens à peu près rectangulaires, dont quelques-uns ont jusqu’à 50 pieds en tous sens. Il appelle ces grands blocs de glace, qu’il dit être d’une régularité parfaite, des séracs, parce qu’ils ont absolument la forme d’une espèce de fromage que l’on comprime dans des espèces de caisses rectangulaires où il prend la forme de parallélipipèdes rectangles. C’est au dôme du Gouté que de Saussure dit avoir surtout observé ce curieux phénomène ; il paraît même qu’il ne se rencontre que là, car je ne l’ai remarqué dans aucun des autres glaciers du Mont-Blanc, ni dans ceux du Mont-Rose et de l’Oberland bernois. De Saussure[5] dit qu’on « voit distinctement sur les faces de ces séracs les couches de neiges accumulées d’année en année et passant graduellement de l’état de neige à celui de glace, par l’infiltration et la congélation successive des eaux de pluie et de celles qui résultent de la fonte des couches supérieures » ; ce qui confirme l’opinion que j’ai émise au commencement de ce chapitre sur la manière dont la neige se transforme en glace.
Tous les glaciers, avant de passer à l’état de glace compacte, ont donc été à l’état de névé ; mais le névé lui-même ne paraît pas être encore la forme primitive ; il n’est qu’une modification de la neige, opérée par la gelée.
La limite superficielle, entre le glacier et le névé, est là où la glace de la surface passe de l’état compacte ou subcompacte à l’état grenu. M. Hugi s’est particulièrement appliqué à reconnaître cette ligne sur tout le pourtour de la mer de glace de l’Oberland bernois, et il propose de la substituer à la ligne des neiges éternelles que l’on a invoquée à l’appui de tant de théories diverses et contraires, mais qui n’est nullement appréciable dans les Alpes, puisqu’elle varie dans des limites de plusieurs milliers de pieds, non-seulement selon la position des lieux, mais encore selon les diverses années, dans les mêmes lieux. Mais M. Hugi se fait illusion lorsqu’il prétend que cette ligne est constante et indépendante de la position du glacier et de l’influence des saisons et des années. Je n’ai pas, il est vrai, eu l’occasion de la vérifier sur beaucoup de glaciers de l’Oberland bernois, mais dans les glaciers du Mont-Rose je me suis élevé à près de 10 000 pieds sans la rencontrer. Le glacier de St-Théodule est de glace compacte à sa surface, jusqu’au pied du grand pic du Mont-Cervin. De même le grand glacier de Zermatt ne montre aucune trace de névé à une hauteur de plus de 8 000 pieds. Or M. Hugi place la ligne des névés entre 7 600 et 7 800 pieds dans tout l’Oberland bernois, et il n’admet que 100 pieds de plus dans la chaîne des Alpes pennines. Les faits cités plus haut prouvent d’ailleurs qu’il se forme de véritables glaces là où M. Hugi pense qu’il n’existe que du névé, entre autres près des cimes du Mont-Rose et du Mont-Blanc.
Le passage du glacier au névé n’est rien moins que tranché à la surface ; il dépend en beaucoup de cas de la position du glacier, de la vitesse de sa marche et d’une foule d’autres circonstances. M. Desor a eu l’heureuse idée de chercher un moyen plus sûr d’en apprécier la limite, dans les rapports du glacier avec ses moraines, et il a trouvé que celles-ci ne commencent à surgir que là où la glace a acquis une certaine consistance ; car, comme nous le verrons plus tard en traitant des moraines, il n’y a que la glace compacte qui soit susceptible de pousser les blocs à la surface ; les névés n’en sont pas capables, à cause de leur nature incohérente. L’apparition des moraines à la surface du glacier indiquerait ainsi la limite certaine entre les glaciers proprement dits et les névés ; mais la hauteur absolue de cette limite varie, comme nous l’avons vu, autant que les influences qui tendent à transformer les névés en glace.
- ↑ Il est à regretter que M. Hugi ait adopté le nom de cristaux, pour désigner ces fragmens qu’il a d’ailleurs très-bien décrits.
- ↑ F. Hoffmann Physikalische Geographie. T. 1, pag. 263. ― L. F. Kæmtz Meteorologie. T. II, p. 163.
- ↑ Von Welden. Der Monte-Rosa, p. 127 et s.
- ↑ Hugi, Naturhistorische Alpenreise, p. 278.
- ↑ De Saussure. Voyage dans les Alpes. Tom. IV, p. 159.