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Le Vatnajökull, plus grand glacier d'Europe

Dossier - Voyage en Islande
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L’Islande, aux portes de l’Union européenne, est une île de contraste. On y trouve les glaces des hautes latitudes ; c’est aussi un lieu idéal pour l’étude de la dorsale médio-atlantique. Plongez dans les lacs et les volcans de l'Islande à la découverte de son histoire et de sa biodiversité.

  
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Le Vatnajökull se trouve dans le sud-est de l'Islande. Avec sa surface d'environ 8.390 km2 (équivalente à la Corse), 8 % de la surface de l'Islande disparaît sous sa calotte.

Le glacier Vatnajökull.© Britt-Marie Sohlström, CC BY-NC 2.0
Le Grímsvötn dans le glacier du Vatnajökull, en Islande. © Roger McLassus, Wikipédia

La glace a une épaisseur maximum de 1.000 mètres. En islandais, Vatnajökull signifie « glacier des eaux ». C'est en réalité un inlandsis, puisque de nombreuses langues glacières en sortent.

Le Vatnajökull vu du ciel. © DR

Le parc national du Vatnajökull

En 2006, le Parlement islandais a décidé de créer un parc national, entré en vigueur le 7 juin 2008. Ce parc possède une superficie de 15.000 km2, soit 15 % du territoire islandais, ce qui en fait le plus grand parc national d'Europe.

En haut, relief sous-glaciaire. En bas, état des lacs périglaciaires en 1980. © DR

Vers le IXe siècle, lors de la colonisation, la calotte glaciaire était beaucoup plus petite. L'Esjufjöll se trouvait en dehors du glacier, tandis que la calotte glaciaire est située au milieu aujourd'hui. Pendant le petit âge glaciaire, du XIIIe siècle jusqu'au début du XXe siècle, le glacier s'étend. Il a depuis reperdu une partie de sa surface.

En haut, glaçons du Vatna en mer. En bas, icebergs dans le lac périglaciaire. © Claire König

Sous le glacier, on trouve des volcans actifs dont le Hvannadalshnjúkur, la plus haute montagne de l'Islande, les lacs volcaniques sous-glaciaires Grímsvötn et le Bárðarbunga.

Carte du Vatnajökull, déformations entre 2001 et 2003 mesurées par GPS. © DR

L’éruption du Grímsvötn et le jökulhlaup de 1996

En 1996, une éruption au Grímsvötn a déclenché le jökulhlaup du fleuve Skeidará, soit la libération de poches d'eau enfermées sous la glace, produites par la chaleur du volcan.

Éruption du Grímsvötn. © DR

Le 4 novembre au soir, des mouvements de glace avaient déjà été enregistrés au niveau des dépressions glaciaires. Le 5 novembre 1996, à 8 h 30, le jökulhlaup se déclare dans le Skeiðarásandur, à plus de 50 km du volcan. Le débit de la rivière Skeiðará est multiplié par 100 en deux heures et des blocs de glace de plus de 1.000 tonnes sont charriés dès le début de la crue, et mettront plus d'une année à fondre. Le 6 novembre, le volcan Bárðarbunga entre lui aussi en éruption durant 20 à 30 minutes. Le Jökulhlaup se termine dans la nuit du 7 au 8 novembre, après 52 heures de crue ; le débit de la Skeiðará redescend à 400 m3/s.

Nuage de cendres généré par le Grímsvötn, le 2 novembre 2004. © DR

Les faits sont à la mesure de la calotte glaciaire :

  • l'inondation a atteint un pic de 45.000 m3/s (supérieur au débit du Mississippi) sur une largeur de 50 kilomètres et une hauteur d'eau de trois à cinq mètres à 23 h 00, heure du maximum de la crue ;
  • au total, 3 km3 d'eau se sont déversés hors du glacier ;
  • le flot boueux (100 millions de tonnes) forma une traînée de 15 km de long dans l'océan Atlantique ;
  • le niveau du lac sous-glaciaire est redescendu à 1.345 m d'altitude ;
  • la vallée de la Skeiðará et une partie du parc national de Skaftafell furent inondés, 10 km de la route nationale n° 1 et des ponts (Saeluhusakvisl, Gigya et Skeiðará) furent détruits, et dix autres kilomètres endommagés ;
  • la couche de sédiments déposée a surélevé le sandur de 10 m par endroits ;
  • le montant des dégâts (route, câbles, ponts) est de 15 millions de dollars ;
  • des tremblements de glace furent constatés pendant des jours à cause des mouvements de la calotte glaciaire et des chutes de séracs dans les dépressions.

Auparavant, d'autres jökulhlaups s'étaient produits à partir du Vatnajökull, entre autres en 1934, 1938, 1954, 1960, 1965, 1972, 1976, 1982, 1983, 1986 et 1991.

La dernière éruption du Grímsvötn date de 2004.

Voir notre dossier « Islande : le plus grand glacier d'Europe fond sous le feu d'un volcan » par Jacques Sintès.

Au pied du glacier : quelques gabbros. Ces gabbros ne sont pas tous « en place », comme on dit en géologie, mais cette roche vaut qu'on s'y arrête un instant. Un gabbro est une roche magmatique plutonique issue de la fusion partielle de la péridotite mantellique au niveau de la dorsale et ayant subi, contrairement au basalte, un refroidissement lent, donc une cristallisation complète (phénocristaux).

  • Chimisme : de 45 à 55 % de SiO2, soit basique
  • Cristaux : plagioclases, pyroxènes, olivine (péridot)

Les gabbros tholéiitiques contiennent à la fois des pyroxènes calciques (augite) et des pyroxènes peu calciques. L'olivine est généralement peu présente. Les gabbros alcalins à olivine ne contiennent pas de pyroxènes faiblement calciques, mais beaucoup d'olivine.

Gabbros. © DR

La péridotite se forme dans le manteau, entre 40 et 70 km de profondeur. De ce fait, elle présente un caractère exceptionnel : elle ne peut se former que dans des conditions de pression et de température n'ayant aucune comparaison possible avec le milieu où nous vivons.

Les péridotites sont fréquemment altérées par serpentinisation : les péridots ont transformés en amphiboles et serpentines. Les péridotites contiennent des minéralisations de chrome, de nickel, de cobalt, de platine et parfois des diamants. Leur couleur est jaune sombre huileux ou vert noirâtre. Elles sont entièrement cristallisées.

Les principales caractéristiques de la péridotite :

  • couleur vert foncée ;
  • roche dense ;
  • s'altère en serpentine ;
  • grain moyen de différentes grosseurs ;
  • peut présenter une structure porphyrique ou foliée.

Les différents types de péridotite :

  • wehrlite : surtout constituée d'olivine mais aussi de clinopyroxène ;
  • harzburgite : surtout constituée d'olivine mais aussi d'orthopyroxène, et des composants de type basaltique ;
  • lherzolite : surtout constituée d'olivine, d'orthopyroxène (en général, enstatite) et de clinopyroxène ; elle possède aussi une grande proportion de composés de type basaltique (grenats et clinopyroxènes). La fusion partielle de la lherzonite et l'extraction de la partie liquide peuvent laisser un résidu solide de type harzburgite.

Pour plus de détails sur la pétrologie endogène, consulter le site de Christian Nicollet.

Le volcanisme sous-glaciaire

C'est l'occasion ici de s'arrêter à deux formes particulières du volcanisme sous-glaciaire.

Les stapars sont constitués de pillow lavas et de tufs palagonitiques recouverts, souvent, d'une coulée basaltique. Il s'agit de phénomènes se déroulant sous le glacier. Les pillow lavas ne sont donc pas formées dans l'eau de mer ici, mais dans les lacs d'eau glaciaire présents à cause du réchauffement (et donc de la fonte) de la glace, mais le processus de refroidissement par trempe est le même. Ces pillow se débitent en petits prismes rayonnants témoignant ainsi de l'obéissance aux lois de la physique relatives au refroidissement brutal (la physique, décidément, on n'y échappe pas, c'est elle qui gouverne le monde...).

Schéma présentant les détails d’un stapar. © DR
  • l'eau très abondante, formée par la fonte de la glace, va s'infiltrer dans la cheminée et provoquer une éruption identique à celle des volcans sous-marins, éruption qui donnera une phase explosive (eau sous pression qui fragmente et emporte tout sur son passage) dont les produits vont retomber et former un cône sous-aquatique de projections vitreuses (hyaloclastites) dont certaines vont subir une intense hydrolyse et former des tufs palagonitiques ;
  • La deuxième phase, si elle a lieu, donnera cette fois des coulées en pillow ;
  • si le phénomène se poursuit, le volcan finira par dépasser l'altitude du glacier et on aura une éruption « normale » de volcan aérien avec des coulées de basalte compactes et résistantes ;
  • disons que le glacier fond maintenant pour de bon : il ne reste plus qu'une forme recouverte d'un toit dur, résistant à l'érosion : le stapar.

Les hryggirs apparaissent comme des parois hérissées de plusieurs mètres de haut (jusqu'à quelques centaines de mètres !) et très longues : plusieurs kilomètres. Ils résultent aussi d'éruptions sous-glaciaires, sont aussi formés de tufs palagonitiques et de pillow lavas, mais ce sont des éruptions fissurales de basalte très fluide se faufilant dans les grandes fissures. On en voit près de Myvatn et du Landmannalaugar.

Schéma présentant des hryggirs. © DR

Une fois le glacier disparu, ne reste que la forme « moulée dans la glace » et maintenant très dure : le hryggir ! (vive l'islandais, très facile à prononcer et encore plus à comprendre).