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Compte rendu d'ouvrage

Compte rendu d'ouvrage :
Periglacial Geomorphology

John Wiley & Sons Ltd, 2018, Oxford, 454 p.
Denis Mercier
p. 321-323
Référence(s) :

Ballantyne, C.K. (2018) – Periglacial Geomorphology. John Wiley & Sons Ltd, Oxford, 454 p.
ISBN : 978-1-405-10006-9

Texte intégral

1Colin Kerr Ballantyne, professeur émérite de géographie physique à l’Université de St‑Andrews en Écosse, éminent spécialiste des milieux froids, propose une synthèse magistrale sur la géomorphologie périglaciaire. Sept années d’écriture auront été nécessaires pour aboutir à ce magnifique ouvrage grand format (21 cm par 28 cm) très bien illustré, avec notamment un cahier central pour les photographies en couleurs. Cet ouvrage vient compléter utilement la bibliothèque des périglacialistes, même si le même éditeur, Wiley, a imprimé en 2017 la quatrième réédition de l’ouvrage d’Hugues French, The Periglacial Environment, un classique publié pour la première fois en 1976, revu et augmenté en 1996 et 2007. En France, l’éditeur Vuibert avait publié en 2014 un ouvrage partiellement consacré aux environnements périglaciaires sous la plume de Brigitte Van Vliet‑Lanoë, Les environnements froids. Glaciaire et périglaciaire, qui venait remplacer l’œuvre de Jean Tricart de 1963, Géomorphologie des régions froides, publiée aux Presses Universitaires de France. Dans l’ouvrage consacré aux milieux polaires, publié pour la première fois en 1999 par Armand Colin, Alain Godard et Marie‑Françoise André n’abordaient la géomorphologie périglaciaire que partiellement dans seulement quatre chapitres sur dix-huit. En Belgique, Albert Pissart est l’auteur d’un manuel très utile publié en 1987, Géomorphologie périglaciaire. Texte des leçons de la Chaire Francqui belge. Plus ancien, l’ouvrage de A. L. Washburn, Periglacial processes and environments, avait été publié chez Arnold en 1973. Avec ce livre, Colin Ballantyne offre aux lecteurs, que nous lui souhaitons très nombreux, le fruit des recherches sur les processus et les formes périglaciaires qu’il a menées depuis quatre décennies. Ses premiers travaux sur le terrain furent conduits sur l’île d’Ellesmere et ses premières publications sur le périglaciaire remontent à 1978. Depuis, C. K. Ballantyne a publié plus de 150 articles dans les plus grandes revues internationales et certains de ses articles ont été abondamment cités (e.g. 855 fois pour celui intitulé Paraglacial geomorphology publié en 2002 dans Quaternary Science Reviews). Son précédent ouvrage sur le périglaciaire, The periglaciation of Great Britain, co-écrit avec Charles Harris et publié en 1994 par Cambridge University Press, a été cité 643 fois (données Google Scholar).

2Selon C. K. Ballantyne la définition de la géomorphologie périglaciaire est « the study of the landscapes, landforms, sediments and soil structures that have developed in cold nonglacial environments. It differs from other branches of geomorphology in that landscape development in periglacial environments is dominated or significantly influenced by the presence of perennially frozen ground (permafrost) and/or cyclic ground freezing and thawing over timescales ranging from diurnal to millennial » (p. xi). L’importance de la géomorphologie périglaciaire se comprend avant tout en raison de l’étendue des zones concernées, puisque les environnements périglaciaires représentent aujourd’hui 25 % de la surface terrestre, dont 13 à 18 % avec une présence de pergélisol, dans les hautes latitudes des deux hémisphères et dans les montagnes et hauts plateaux des moyennes et basses latitudes. De surcroît, l’étude des formes et structures périglaciaires fossiles permet de reconstituer les paléo-environnements des séquences froides du Pléistocène. Bien des environnements des latitudes moyennes bénéficiant aujourd’hui d’un climat tempéré ont conservé des figures périglaciaires fossiles mises en place pendant les périodes froides du Pléistocène. Aussi, on peut estimer entre 20 et 25 % de surface supplémentaires de la Terre qui ont connu des conditions périglaciaires au cours des séquences froides du Quaternaire. De plus, dans le contexte du changement climatique actuel, la connaissance des processus périglaciaires et de la dégradation du pergélisol constituent des enjeux pour la compréhension globale de notre planète, dont les conséquences vont au-delà même des seuls espaces périglaciaires. La géomorphologie périglaciaire ne se cantonne pas seulement à la Terre, puisque d’autres environnements planétaires, comme celui de la planète Mars, offrent de beaux exemples de modelés périglaciaires.

3Ce livre est divisé en six parties et 17 chapitres.

4La première partie (chapitres 1 et 2) introduit le contexte historique et scientifique de la géomorphologie périglaciaire et la nature des environnements périglaciaires. Dès la première page, le terme périglaciaire est qualifié à juste titre de bizarrerie sur le plan étymologique (« an etymological oddity ») puisque, comme le rappelle C. K. Ballantyne, ce terme proposé en 1909 par le géologue polonais Walery Łoziński ne recouvre pas, loin s’en faut, seulement des environnements en périphérie des glaciers : les espaces périglaciaires actuels les plus vastes, comme au Canada, en Alaska ou en Eurasie septentrionale, se situent à des centaines de kilomètres des glaciers les plus proches, ce qui déroute bien des étudiants débutants. L’histoire des recherches périglaciaires est retracée dans le premier chapitre (pages 1 à 10) et souligne le rôle fondamental joué par les chercheurs russes sur le pergélisol, mais aussi par des personnalités bien connues comme André Cailleux et Jean Tricart en France, Hans Poser et Julius Büdel en Allemagne ou encore Jan Dylik et Alfred Jahn en Pologne. Le deuxième chapitre (pages 11 à 21) résume rapidement les conditions environnementales des espaces périglaciaires, à la fois sur le plan du climat, de la pédologie et de la couverture végétale. Une limite arbitraire de +3°C pour la température moyenne annuelle de l’air a le mérite d’inclure tous les environnements froids au gel saisonnier de surface. La limite paysagère la plus visible pour les environnements périglaciaires est celle de l’arbre (« treeline or timberline ») aussi bien pour les hautes latitudes que pour les hautes altitudes des environnements alpins.

5La deuxième partie présente les processus physiques de gel-dégel (chapitre 3), les caractéristiques du pergélisol (chapitre 4) et la nature et l’origine de la glace des sols (chapitre 5).

6Dans le troisième chapitre (pages 23 à 38), C. K. Ballantyne rappelle quels paramètres physiques conditionnent les transferts de chaleur dans les sols et les roches qui vont déterminer les alternances de gel et de dégel. Ces transferts de chaleur sont eux-mêmes conditionnés par la présence de l’eau et par la diffusivité thermique des sols et des roches. L'amplitude des cycles de température de la surface du sol diminue avec la profondeur. L’engel des sols à grain fin génère des lentilles de glace de ségrégation qui entraîne le gonflement volumétrique des sols.

7Le pergélisol fait l’objet du quatrième chapitre (pages 39 à 55). Le pergélisol est défini comme un sol qui demeure gelé au moins deux années consécutives. La couche active, au-dessus de ces sols gelés de manière pluriannuelle, est le lieu des alternances gel-dégel saisonnières et/ou journalières. Cette présence du pergélisol influence fondamentalement les processus périglaciaires et les modelés de surface qui caractérisent les environnements froids en déterminant une barrière imperméable et en assurant une humidité élevée pendant la saison de fonte, permettant le développement des processus associés au gel-dégel.

8Le cinquième chapitre (pages 57 à 80) est consacré aux différents types de glace présents dans les sols (glace de ségrégation, intrusive, des pores, des veines, des cavités…) et la cryostratigraphie. Cette dernière est définie comme l'étude d'unités stratigraphiques dans le pergélisol, fondée principalement sur les caractéristiques des glaces du sous-sol et visant à l’analyse des aspects de son histoire comme les périodes de dégradation et d’aggradation du pergélisol. Un développement spécial est réservé au « yedoma », terme russe qui désigne les sédiments riches en glace qui se sont accumulés pendant le dernier maximum glaciaire dans les régions sub-arctiques et arctiques et qui ont échappé aux glaciations (la Béringia, espace long de 3 000 km allant de la péninsule de Taïmyr, à travers le détroit de Béring, jusqu’à l’Alaska et le Yukon). Ces dépôts fins, riches en glace, propices aux phénomènes thermo-karstiques, contiennent d’abondantes matières organiques et des ossements fossiles (mammifères aujourd’hui disparus tels que mammouth ou lion des cavernes) fournissant autant de marqueurs pour les reconstitutions paléo-environnementales de ces vastes régions.

9Les chapitres 6 à 15 suivent tous la même logique en quatre temps. Une courte introduction définit la terminologie, puis les processus sont présentés ; s’ensuit une description des modelés, des dépôts et/ou des structures sédimentaires qui en découlent. Chaque chapitre s’achève sur la mention de leurs équivalents fossiles et l’étude de leurs significations paléo-environnementales.

10La troisième partie (chapitres 6 à 9) aborde les caractéristiques, la formation et la signification des paysages, sédiments et structures associés au pergélisol à sa dégradation, au gel-dégel saisonnier des sols.

11Le sixième chapitre (pages 81 à 96) aborde la fissuration par contraction thermique, les coins de glace et les modelés associés, notamment les emblématiques sols polygonaux, qui se définissent par un réseau de creux peu profonds ou de crêtes basses d’un diamètre de 5 à 50 mètres. Ils sont particulièrement bien développés dans les fonds de vallées et sur les bas plateaux. La distribution spatiale des coins de glace coïncide avec une température moyenne annuelle de l’air (MAAT) de -3° à -4°C ou moins.

12Le septième chapitre (pages 97 à 115) est consacré aux pingos, palses, lithalses et autres monticules liés au gel, chers à Albert Pissart. La péninsule de Tuktoyaktuk compte 1 350 pingos, le nord de l’Alaska plus de 1 200 et plus de 6 000 pingos ont été recensés en Asie septentrionale. Les pingos sont classés en deux catégories : les pingos hydrostatiques, en système fermé, et les pingos hydrauliques, en système ouvert. Leur formation nécessite une injection d’eau souterraine sous haute pression. Ils connaissent tous le même cycle d’évolution avec une phase d’aggradation suivie d’une phase de dégradation, sur des centaines ou des milliers d’années.

13Le huitième chapitre (pages 117 à 141) traite du thermokarst, terme utilisé pour décrire les modelés, sédiments et processus associés à la dégradation du pergélisol riche en glace. Ce terme est également qualifié de bizarrerie étymologique par C. K. Ballantyne, puisqu’il dérive d’une similarité apparente, quoique superficielle et incomplète, entre ces modelés de dégradation du pergélisol, d’origine thermique, et les formes karstiques développées dans les roches carbonatées par dissolution. Les causes climatiques à l’origine de ces modelés thermokarstiques (cuvettes lacustres, affaissement régressif de dégel sur les littoraux, ravines…) sont généralement associées à l’augmentation des températures et/ou à l’allongement de la saison estivale de fonte, ou liées à des modifications dans le régime pluviométrique local.

14Le neuvième chapitre (pages 143 à 168) traite des phénomènes saisonniers de gel et de dégel des sols et de la cryoturbation, qui contribuent au développement de modelés périglaciaires des sols striés, dont les processus ont été analysés dans le troisième chapitre. Ces « broderies périglaciaires » se présentent dans le paysage sous formes de cercles, de polygones, de réseaux irréguliers ou de rayures, de guirlandes ou de lobes. Les modelés affectant les espaces végétalisés comme certaines buttes gazonnées (hummocks, thufurs) sont également présentés dans ce chapitre.

15La quatrième partie (chapitres 10 à 12) analyse la météorisation des roches dans les environnements périglaciaires et les processus périglaciaires à l’œuvre sur les versants.

16Le dixième chapitre (pages 169 à 193) aborde la météorisation des roches et les modelés associés, notamment la fracturation mécanique des roches soumises au stress lié à l’augmentation volumétrique de 9 % lorsque l’eau passe de l’état liquide à l’état solide dans les discontinuités de la roche (pores, fissures, joints…). Cette fracturation mécanique produit des débris anguleux (les gélifracts) typiques des environnements périglaciaires, mais qui dépendent des propriétés mécaniques propres à chaque type de roche (forces de traction, porosité…). Les champs de blocs et les controverses au sujet de leurs origines, héritage de périodes pré-quaternaires sous climats chauds favorables aux processus physico-chimiques ou formations récentes du Pléistocène sous conditions périglaciaires, sont présentés dans ce chapitre. La limite altitudinale entre les espaces raclés par les glaciers et les espaces préservés de leurs actions d’ablation, longtemps analysée comme une periglacial trimline est présentée dans ce chapitre. Des travaux récents ont montré que cette limite marquait en réalité une frontière thermique entre des espaces recouverts par des glaciers à base froide et d’autres espaces ayant été érodés par des glaciers à base tempérée, et non une limite d’englacement. Cet exemple montre bien l’évolution de la pensée de C. K. Ballantyne, qui n’hésite pas à abandonner les paradigmes auxquels il a cru pendant de nombreuses décennies. Des études ont par ailleurs mis en évidence que ces espaces périglaciaires étaient également favorables à l’expression de la météorisation chimique (les tors granitiques) ou biotique (avec notamment le rôle des algues, des lichens et des mousses). La météorisation par l’haloclastie, très présente dans les environnements froids et secs comme en Antarctique ou sur l’île d’Ellesmere en Arctique, est analysée dans ce chapitre, avec de beaux rochers champignons, des taffonis, des vasques.

17Le onzième chapitre (pages 195 à 224) aborde les mouvements de masse périglaciaires, les déplacements lents et ponctuels liés aux aiguilles de glace, les blocs laboureurs, les lobes et terrasses liés à la gélifluxion, le processus de nivation, la cryoplanation, et s’achève sur l’évolution des versants et la question de leur régularisation.

18Le douzième chapitre (pages 225 à 251) traite des chutes de blocs, du rôle des avalanches et des coulées de débris sur l’évolution des dépôts de versants (talus, cônes, glaciers rocheux, talus pro-nivaux).

19La cinquième partie (chapitres 13 à 15) est consacrée aux processus fluviaux, éoliens, et littoraux dans les environnements périglaciaires actuels et passés.

20Dans le treizième chapitre (pages 253 à 274), ce sont les processus fluviaux et les formes associées (lits fluviaux en tresses, à méandres, anastomosés, terrasses, sandur, deltas, cônes alluviaux, asymétrie des vallées, gorges) qui sont analysés. Cette mise en perspective permet de comprendre le rôle dominant de ces processus fluviaux azonaux dans le contexte particulier des environnements périglaciaires, même lorsque ceux-ci sont peu arrosés (souvent moins de 400 mm de précipitations annuelles) et que les dynamiques fluviales ne peuvent s’exprimer que de 6 à 9 mois par an selon les conditions thermiques des hautes latitudes. Il souligne l’importance des débits solides - notamment des crues de basse fréquence mais de haute énergie – qui est plus fortement marquée dans les bassins-versants partiellement englacés que dans ceux qui sont dépourvus de glaciers.

21Le quatorzième chapitre (pages 275 à 297) présente l’action du vent, dont l’efficacité fut considérable dans les environnements périglaciaires pendant les périodes froides du Pléistocène, à la fois comme processus d’ablation (surfaces de déflation, formation des ventifacts), de transport et d’accumulation. Les dépôts se retrouvent aujourd’hui sur de vastes surfaces planes des latitudes moyennes (champs de dunes, dépôts de loess…), soit plus de 10 millions de km2 dans l’hémisphère nord, ce qui représente le dépôt périglaciaire le plus étendu sur Terre. Ses propriétés (fertilité, bon drainage) sont bien connues des agriculteurs puisqu’il joue un rôle fondamental pour la sécurité alimentaire mondiale. Les actions du vent dans les environnements périglaciaires actuels sont présentées comme limitées aux déserts polaires dépourvus de végétation, notamment dans les plaines fluvio-glaciaires et dans les marges glaciaires.

22Le quinzième chapitre (pages 299 à 312) aborde les littoraux périglaciaires (soit plus du tiers du linéaire côtier du monde) qui peuvent se distinguer des autres types de côtes par la présence de glace sur les rivages une bonne partie de l’année, ce qui leur donne une caractéristique zonale lorsque la banquise côtière les soustrait aux processus marins et notamment aux actions des vagues. Certaines côtes périglaciaires sont par ailleurs fortement marquées par la présence d’un pergélisol riche en glace, qui peut ainsi favoriser la formation de modelés thermo-karstiques dans un contexte de changement climatique. Les taux de retrait des falaises dépassent alors souvent le mètre par an.

23La sixième et dernière partie mobilise les connaissances des modelés périglaciaires fossiles pour reconstruire les environnements passés des latitudes moyennes (chapitre 16, pages 313 à 347) et évaluer la réponse des environnements périglaciaires aux changements climatiques actuels et envisagés pour les décennies à venir (chapitre 17, pages 349 à 371). Les tableaux de synthèse des pages 319 à 321 sont particulièrement utiles pour l’utilisation des figures périglaciaires fossiles comme marqueurs thermiques. C. K. Ballantyne s’appuie sur sa connaissance intime des îles britanniques et sa longue expérience du terrain pour donner des exemples très précis de l’usage des modelés périglaciaires pour la reconstitution des paléo-environnements, et étend son analyse au reste de l’Europe et à l’Amérique septentrionale. Il insiste logiquement sur l’importance de la fonte du pergélisol lors de la transition entre la dernière séquence froide du Pléistocène et le début de l’Holocène dans le mécanisme global de réchauffement climatique avec la libération des gaz à effet de serre (méthane et dioxyde de carbone) qu’il stockait depuis des milliers d’années. Ce mécanisme a joué un rôle fondamental dans le réchauffement de l’atmosphère de l’époque, au même titre que la fonte des inlandsis et la réduction des espaces marins occupés par la banquise. Les conséquences du réchauffement climatique contemporain sur les processus périglaciaires et de la fonte du pergélisol sur les dynamiques en cours d’un point de vue géomorphologique (dynamique des versants avec les écroulements rocheux, la dégradation des glaciers rocheux…) et climatique (gaz à effet de serre, cycle du carbone…) sont logiquement abordées en guise de perspective.

24La dernière phrase du livre se veut engagée : « The battle to limit global change has barely begun, but periglacial environments are in the front line of a conflict that will affect humanity and ecosystems throughout the world ».

25L’abondante bibliographie de fin d’ouvrage (pages 375 à 439) n’oublie pas les périglacialistes ou les géomorphologues français d’hier et d’aujourd’hui qui ont œuvré pour une meilleure compréhension de ces environnements froids présents et passés, puisqu’on peut en recenser une quarantaine. Cependant, C. K. Ballantyne semble ignorer l’existence de la revue Géomorphologie : relief, processus, environnement, alors que des articles sur le périglaciaire y ont été régulièrement publiés depuis son lancement en 1995, ce que l’on ne peut que regretter. Un index thématique fort pratique est présent en fin d’ouvrage (pages 441 à 454). Il manque cependant un index géographique qui eût été utile.

26Puisse ce magnum opus de Colin Kerr Ballantyne être présent dans toutes les bibliothèques universitaires où la géomorphologie est enseignée, afin que les étudiants puissent bénéficier de l’extraordinaire sens pédagogique et de la fine expérience de terrain de son auteur, qualités rassemblées dans ce livre complet, didactique et bien écrit, qui sera certainement l’ouvrage de référence à l’échelle mondiale sur la géomorphologie périglaciaire pour de nombreuses décennies à venir. Nous ne pouvons donc que remercier chaleureusement son auteur de nous offrir cette étude magistrale.

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Pour citer cet article

Référence papier

Denis Mercier, « Compte rendu d'ouvrage :
Periglacial Geomorphology
 », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 24 - n°3 | 2018, 321-323.

Référence électronique

Denis Mercier, « Compte rendu d'ouvrage :
Periglacial Geomorphology
 », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 24 - n°3 | 2018, mis en ligne le 23 novembre 2018, consulté le 22 janvier 2019. URL : http://journals.openedition.org/geomorphologie/12409

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Auteur

Denis Mercier

Professeur, Sorbonne Université – 191, rue Saint Jacques 75005 Paris, France (denis.mercier@sorbonne-universite.fr).

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