Calottes glaciaires et champs de glace : définitions et différences expliquées
La terminologie de la glaciologie peut prêter à confusion pour le non-spécialiste. Calotte glaciaire, champ de glace, inlandsis, plateforme glaciaire — ces termes désignent des réalités différentes, ordonnées selon une échelle de taille, de volume et de dynamique. Comprendre ces distinctions n'est pas seulement un exercice académique : elles correspondent à des comportements dynamiques différents, à des vulnérabilités climatiques distinctes, et à des implications très inégales pour la montée du niveau des mers.
Les deux types de masses de glace auxquels on se réfère le plus souvent dans la littérature grand public — calottes glaciaires et champs de glace — se distinguent principalement par la relation entre la glace et le relief sous-jacent, et par leur taille. Explorer ces masses de glace sur la carte permet de visualiser leur distribution géographique et de saisir concrètement les différences d'échelle.
Les calottes glaciaires : la glace domine le relief
Une calotte glaciaire — ice cap en anglais — est une masse de glace permanente de forme dôme qui recouvre un relief montagnard ou un plateau de façon suffisamment épaisse pour que la topographie de surface soit essentiellement déterminée par la glace elle-même, non par le relief sous-jacent. La surface de la calotte est relativement lisse et convexe, avec un dôme central et des marges où la glace s'écoule vers l'extérieur sous la forme de glaciers émissaires.
Par convention, une calotte glaciaire a une superficie inférieure à 50 000 kilomètres carrés. Au-delà, on parle d'inlandsis — ou ice sheet — terme réservé aux deux grandes masses de glace polaires : la calotte antarctique (environ 13,9 millions de km²) et la calotte groenlandaise (environ 1,7 million de km²). Cette distinction est importante car les inlandsis exercent une influence sur leur propre climat régional par leur altitude et leur albédo, ce que les calottes de plus petite taille font dans une mesure bien moindre.
Parmi les calottes glaciaires les plus importantes, Vatnajökull en Islande est la plus grande d'Europe hors Groenland, avec environ 7 900 km² et une épaisseur maximum de plus de 900 mètres. La calotte Austfonna au Svalbard couvre environ 8 100 km². La calotte de Patagonie Nord (Campo de Hielo Norte) s'étend sur environ 4 200 km², et la Patagonie Sud (Campo de Hielo Sur) sur environ 12 000 km². Dans l'Arctique canadien, la calotte Devon sur l'île Devon et celles de l'île Ellesmere constituent les plus grandes concentrations de glace polaire hors des deux grands inlandsis.
Les champs de glace : la glace épouse le relief
Un champ de glace — ice field — est une masse de glace plus contrainte par la topographie sous-jacente. Contrairement à une calotte où la glace est suffisamment épaisse pour noyer le relief, dans un champ de glace, les sommets et les nunataks (crêtes et sommets rocheux émergeant de la glace) sont fréquents. La surface du champ de glace reflète davantage la topographie rocheuse sous-jacente.
Les champs de glace se trouvent typiquement dans des zones de haute montagne où la neige s'accumule sur des plateaux élevés et s'écoule vers l'extérieur par des vallées convergeant depuis plusieurs directions. Le Columbia Icefield dans les Rocheuses canadiennes — au point de partage des eaux entre les bassins versants du Pacifique, de l'Atlantique et de l'Arctique — est l'un des champs de glace les plus visités du monde. Depuis ce plateau glaciaire d'environ 325 km², plusieurs glaciers s'écoulent vers différents systèmes hydrologiques, dont l'Athabasca, le Columbia et le Saskatchewan.
En Alaska et dans la chaîne côtière du Yukon, les champs de glace sont nombreux et vastes. Le Harding Icefield dans le parc national de Kenai Fjords couvre environ 1 160 km² et alimente quelques soixante glaciers qui descendent vers la mer ou vers les vallées. La piste de la Harding Icefield Trail au-dessus de Seward est l'une des randonnées les plus spectaculaires d'Alaska, permettant de traverser la moraine du glacier Exit et d'atteindre la surface du champ de glace.
Dynamique et bilan de masse
Le bilan de masse d'une calotte ou d'un champ de glace est la différence entre les gains de neige (accumulation) et les pertes par fonte, évaporation et vêlage. Pour une masse de glace stable, ce bilan est nul sur plusieurs années. Pour une masse en recul, il est négatif — elle perd plus qu'elle ne gagne.
L'accumulation se produit sur les parties hautes, où les précipitations neigeuses dépassent la fonte. L'ablation se produit sur les marges, où la glace fond, se sublime ou vêle des icebergs dans les lacs et les mers. La ligne d'équilibre sépare ces deux zones et monte en altitude avec le réchauffement climatique, réduisant la zone d'accumulation.
Les calottes et champs de glace sont particulièrement sensibles au réchauffement car leur surface étant plus basse que les grands inlandsis polaires, elles sont exposées à des températures de l'air plus élevées. La rétroaction albédo est également importante : à mesure que la glace fond et que des surfaces rocheuses sombres s'exposent, l'absorption du rayonnement solaire augmente, accélérant encore la fonte.
Les nunataks et la géomorphologie associée
Les nunataks sont les crêtes et sommets rocheux qui percent la surface d'une calotte ou d'un champ de glace. Ils constituent des habitats isolés pour des organismes terrestres — plantes, insectes, oiseaux — qui ne peuvent accéder à la surface rocheuse autrement. Dans les calottes groenlandaises, les nunataks de la chaîne côtière est constituent les seuls refuges pour la végétation terrestre au milieu de la glace.
Géologiquement, les nunataks subissent une altération par le gel et le dégel, la solifluxion et l'action du vent sur leurs faces exposées, produisant des formes de relief particulières. Les géomorphologues utilisent les positions des nunataks et l'extension de la glace qui les entoure pour reconstruire les variations passées de l'épaisseur des calottes, en datant les surfaces d'exposition par des méthodes cosmogéniques.
Contributions potentielles à l'élévation du niveau des mers
Si les grands inlandsis antarctique et groenlandais concentrent la majorité du potentiel de montée des eaux, les calottes et champs de glace de montagne constituent une contribution immédiate et mesurable. Le GIEC estime que les glaciers de montagne et les petites calottes — hors Groenland et Antarctique — contribueront de façon significative à la montée des mers dans les prochaines décennies. La calotte de Patagonie, les calottes de l'Arctique canadien et le Vatnajökull islandais sont parmi les contributeurs les plus importants de ce groupe.
Ces masses de glace, plus accessibles et mieux instrumentées que les inlandsis polaires, sont des indicateurs précieux du changement climatique en cours et des points de référence pour tester la précision des modèles glaciologiques avant de les appliquer aux prévisions des grandes calottes polaires.