Diversité morphologique, formation et évolution des bedforms sous-glaciaires : implications pour la compréhension des interactions glace-eau-sédiments

Morphological diversity, formation and evolution of subglacial bedforms : implications for the understanding of ice-meltwater-bed interactions

• Auteur / Autrice : Jean Verité
• Direction : Régis Mourgues, Edouard Ravier, Olivier Bourgeois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance le 08/12/2022
• Etablissement(s) : Le Mans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Planétologie et Géosciences (Nantes) - Laboratoire de Planétologie et Géosciences - Le Mans
• Jury : Président / Présidente : Clément Narteau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurie Barrier, Florent Gimbert, Anna Grau Galofre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Clément Narteau, Chris Stokes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Morphométrie

Calottes glaciaires

Structures sédimentaires

Écoulement glaciaire

Géomorphologie

Mots clés libres

Géomorphologie

Modélisation analogique

Bedforms sous-glaciaires

Calottes glaciaires

Fleuves de glace

Routes de drainage sous-glaciaires

Geomorphology

Analog modeling

Subglacial bedforms

Ice sheet

Ice streams

Subglacial meltwater routes

Résumé

En raison de l’inaccessibilité des environnements sous-glaciaires actuels, les bedforms découverts après le retrait glaciaire constituent d’excellents témoins interactions glace-eau-sédiments. Leur étude permet notamment d’appréhender les relations entre les caractéristiques de la dynamique d’écoulement de la glace, de l’hydrologie sous-glaciaire et des sédiments sous-glaciaires. Ce travail présente une nouvelle méthode d’étude des bedforms sous-glaciaires combinant la modélisation analogique et de la géomorphologie glaciaire. Au travers d’une analyse morphométrique inédite permettant de caractériser la diversité des bedforms, deux continuums morphologiques ont été découverts (i) entre les ribbed bedforms, les bedforms sinueux/obliques et les linéations glaciaires et (ii) entre les ribbed bedforms, les proto-murtoos et les murtoos. Ces continuums ont mis en évidence des séquences d’évolution de bedforms contrôlées par (i) la quantité et les directions de déformation transmises au lit sédimentaire par l’écoulement de glace sus-jacent et (ii) le degré de remobilisation généré par l’écoulement d’eau de fonte. Considérant les variations spatio-temporelles des interactions glace-eau-sédiments et des processus de déformation, d’érosion et de dépôt à la base des calottes glaciaires, un unique modèle d’évolution est proposé afin d’expliquer la formation de la plupart des bedforms sous-glaciaires actuellement identifiés.

Considering the inaccessibility of modern subglacial environments, bedforms discovered after the retreat of ice sheets are critical relics of subglacial processes. Their thorough investigation allows the relationships between the characteristics of ice flow dynamics, subglacial hydrology and subglacial sediments to be unraveled. This work presents a new method for studying subglacial bedforms combining analog modeling and glacial geomorphology. We developed an innovative morphometric analysis enlightening the diversity of subglacial bedforms and morphological continuums (i) between ribbed bedforms, sinuous/oblique bedforms and streamlined bedforms and (ii) between ribbed bedforms, proto-murtoos and murtoos. These bedform continuums highlight several morphological evolutionary sequences controlled by (i) the quantity and directions of deformation transmitted to the bed by the ice flow and (ii) the degree of remobilization induced by meltwater flow. Considering the spatio-temporal variations of ice-meltwater-bed interactions and deformation, erosion and deposition processes at the base of ice sheets, a unifying evolutionary model is proposed to explain the formation of the most subglacial bedforms currently observed.