Ledový cirkus

Nachází se proti proudu od ledovcových údolí , cirky jsou polokruhové prohlubně, obklopené strmými svahy, které se nacházejí v horách , které jsou nebo byly obsazeny ledovcovým povodím, jednoduchým ledovcovým cirkusem nebo ledem déle.

Zahraniční nebo místní výrazy: Kar nebo Kessel (německy), dutina nebo dodávka (Valais), ola ( Pyreneje ), cwm (Wales), corrie (Skotsko).

Cirques často obsahují ledovcové pupeční jezero, když je cirkus opuštěn ledovcem , nebo cirque ledovec, když je cirque na úrovni regionální linie ledovcové rovnováhy. Doporučuje se rozlišovat kruhy nivelačních výklenků, menších a ledovcových amfiteátrů, na konci ledovcového údolí , které tvoří struktury mnohem větší velikosti (cirque de Gavarnie).

Umístění a popis ledovcových cirkusů

Ledové cirkusy mají obecně poměr výšky k délce, který se pohybuje od 1 do 3.

Umístění cirkusů

Problém umístění ledovcových cirkusů je dvojí: musí brát v úvahu jejich přítomnost hranice přetrvávajícího sněhu a jejich orientaci ve vztahu k průběhu slunce nad obzorem.

• Na hranici trvalého sněhu  : Cirkusy snadněji se nachází v blízkosti hranice přetrvávající sněhu, proudu pro funkční cirkusy, dědičné pro staré cirkusy, to znamená, že kolem 2000  m v Alp (Veyret, 1967). To je pravděpodobně způsobeno hlavní rolí vody roztavené sněhem v horách vystavených tepelným kmitům. Trvalá sněhová pokrývka závisí, stejně jako obecná sněhová pokrývka, na teplotě a množství sněžení.

• Globálně je nadmořská výška současného přetrvávajícího sněhu na jižní polokouli nižší, vlhčí a chladnější než severní polokoule, kvůli relativnímu rozložení pevniny a oceánů.
• V zonálním měřítku je nadmořská výška současného přetrvávajícího sněhu nižší v rovníkových oblastech, které jsou vlhčí než v suchých tropech. Předpokládá se, že v suchých Andách je to 6000  m proti 4600  m na Nové Guineji ve vlhkém tropickém klimatickém pásmu.
• V regionálním a místním měřítku je nadmořská výška současného přetrvávajícího sněhu nižší na vysokých svazích obrácených k Adret než na svazích ubacs.

Tento limit se v průběhu času zcela jasně mění. Takže během Horní Würmian pleniglaciál ( Wurm ), mez trvalé sněhu by byl umístěn kolem 1100  m v severní Alp , na 800  m, v Vosges . V peruánských Andách poblíž rovníku jsou denní oscilace silnější než sezónní tepelné oscilace. Cirkusy jsou spojeny se střídáním chladného počasí se sněhovou pokrývkou a mírnějšího počasí s odklízením sněhu a vývojem jemných sutinových svahů.

• Orientace cirkusů  : Cirkusy mají blízký vztah k orientaci ve vztahu k průběhu slunce nad obzorem. Na severní polokouli jsou nejrozvinutějšími cirkusy ty, které se dívají na sever, kde se později roztaje sníh. Další případ preferenční orientace odpovídá citlivosti na sbírání srážek z vlhkého větru. Tuto schopnost lze vyjádřit dvěma způsoby, přímo nebo nepřímo:
  • buď přímo, a to je obecný případ, protože sníh se hromadí na nejvíce napojeném svahu,
  • nebo nepřímo, protože sníh může být odfouknut větrem podél návětrného svahu, takže se sníh hromadí u paty stěny umístěné po větru: toto je efekt „sněhového pluhu“.

V údolí z Chamonix , existuje asymetrie mezi ledovcovými kary Mont Blanc , kteří hledají na severozápad a to jehel Reds , kteří hledají na jihovýchod. Tato asymetrie je dána jednak orientací ve vztahu ke slunci a západním větrům přinášejícím srážky, jednak „strukturálním determinismem“, masiv Mont-Blanc je vyšší než masiv Aiguilles Rouges. V údolí Vény je tento vzor reprodukován opačným směrem: aktivní ledovcové cirkusy jsou umístěny v adretu v masivu Mont-Blanc, výše než hřebeny strany ubac, jejichž nadmořská výška nepřesahuje 3000  m .

Cirkusové skupiny

Cirkusy jsou v pohoří izolovány jen zřídka a často se s nimi setkáváme v poměrně velkém počtu; pak můžeme rozlišit dvě hlavní kombinace, které se vzájemně nevylučují, druhá přebírá od první při poklesu nadmořské výšky:

• Cirkusy stejné úrovně  : Cirkusy jsou umístěny přibližně na stejné úrovni, zarovnané po stranách vysokých vrcholů, někdy se navzájem dotýkají a některé cirkusy mají zvlněné stěny vytvořené z po sobě jdoucích výklenků oddělených malými ostrohy. Tyto větší cirkusy souvisí s koalescencí jednoduchých cirkusů.

• Inscenované cirkusy  : Cirkusy jsou rozmístěny ve stejném údolí v různých nadmořských výškách a často si všimneme dobré hierarchie forem, jak se nadmořská výška zmenšuje: soubor malých cirkusů víceméně splynoucích na základně vrcholů, větší ale méně početné formy dominující hlavnímu údolí a rozlehlému ledovcovému amfiteátru, umístěnému na horním konci ledovcového údolí. Hierarchie ledovcových cirkusů připomíná hierarchii thalwegů v přívalové pánvi.

• Případ ledovcových amfiteátrů  : ledová amfiteátr, který může být také nazýván konec žlabu nebo megacirque, je definován jako obrovské prohlubní na původ ledovcových údolí, vyhloubené nebo overdrilled od ledovce . V rámci ledovcových amfiteátrů je nejlépe pozorována teoretická hierarchie různých výše popsaných cirkusů. Obecně jsou dobře zachovány v mohutných, soudržných a homogenních horninách, ve vápencích , jako je cirkus Fer-à-Cheval (Faucigny Alps) nebo cirkus Gavarnie ( západní Pyreneje ), nebo v granitech , jako je údolí Lily proti proudu od Luchon (centrální Pyreneje).

Vývoj ledovcových amfiteátrů je spojen se soutokem čtvrtohorních nebo dokonce současných ledovců pocházejících ze základních cirkusů umístěných dále proti proudu. Některé z těchto cirkusů mohou být obsazeny jezery. Zamrzlé amfiteátry mají často na svých impozantních zdech vysoké vodopády ( vodopád Gavarnie  : 426  m ), které podtrhují kroky soutoku. Pohled na vodopády se za bouřlivého počasí zhoršuje ve vápencových kruzích . Pokud horniny nejsou dostatečně odolné nebo vykazují velkou litologickou rozmanitost, proti proudu od ledovcových údolí nemají kroky soutoku mezi posazenými cirky a dnem žlabu dostatečný výškový rozdíl, aby vytvořily ledovcový amfiteátr. To je případ horního údolí Ubaye, kde je petrografický rozsah velmi široký, a horních údolí Guil a Aigue Agnelle ( Queyras ), kde krajině dominují lesklé břidlice .

Geneze ledovcových kruhů

Vznik cirkusů někdy vyplývá z transformace přívalové pánve na povodí ledovcové zásoby. Zrození ledovce je doprovázeno tvorbou rimayes, které hrají zásadní roli v genezi ledovcových cirkusů.

Staré otázky

Nadmořská výška hřebene dominujícího ledovcovým cirkusům je ve stejné oblasti poměrně konstantní, jedná se o „oberes denudations“, úroveň, ze které vycházejí nejodolnější horniny, tvořící rohy. Hlavním problémem, který představují ledovcové kruhy, je ve skutečnosti nadmořská výška jejich základny. Dvě hypotézy jsou již dlouho v rovnováze (Péguy, 1947):

• Morfologická hypotéza  : podle některých davisianských autorů z pařížské školy 40. a 50. let cirkusy odpovídají rovinám preglaciální eroze jednoduše pozměněné sněhovou pokrývkou.
• Klimatická hypotéza  : podle německých autorů a Grenoblovy školy ve 40. a 50. letech odpovídá základna cirkusů dřívější úrovni přetrvávající sněhové pokrývky . Ch.-P. Péguy (1947) provedl sčítání jezer a laků v Haute-Durance. Z této studie vyplývá, že jezera lhostejně zabírají vysoké adrety a vysoké ubacy, ale zcela jasně se ukazuje, že cirkusová jezera - nejvyšší - jsou umístěna níže na ubacu než na adretu, což potvrzuje hypotézu dynamického původu cirkusů.

Z bystřiny na ledovec

Na začátku doby ledové se z přítoku povodí může stát sněhová louže sněhu , sníh, který se pak změní na firn a led.

• Fáze névé: Na začátku chladných období se nivelační výklenky rodí za příznivých podmínek: dutina špatně vystavená slunci, která umožňuje celoroční ochranu sněhu a / nebo bod konvergence chodeb a kuželu lavin , které hromadí dříve ztužený sníh.

• Ze sněhového pole k ledovci: Před ledovcem lze přechod ze sněhového pole do pánve zásobování ledovcem provést ve třech hlavních etapách:
  • Fáze nepohyblivého sněhového pole: Sněhové pole zůstane téměř nepohyblivé, pokud jeho tloušťka není dostatečná, aby jeho hmotnost mohla překonat koeficient tření na podlaze.
  • Geneze ledovcového toku: Když je hmota dostatečná, dochází k posunu paketů se vzestupnou složkou po proudu ve spodní části cirkusu, s různou intenzitou. V některých případech dokonce umožňují odstranění horninového materiálu ze dna cirkusu.
  • Klouzání rotací: K přechodu do další fáze, klouzání rotací, jsou kromě potřeby již vykopaného cirkusu zapotřebí dvě nezbytné podmínky: na jedné straně musí být blokován pohyb spodních vrstev ledu pomocí zámku uzavírající cirkus po proudu, nebo značné hrubosti. Na druhé straně musí být dostatečná tloušťka ledu, aby mohl proudit plasticky.

Když je cirkus zamrzlý, obsahuje proto tři druhy materiálu: čerstvý sníh, sněhové pole a led. Ve Vallée Blanche (proti proudu od Mer de Glace ) je celková tloušťka 170  m , včetně 30  m sněhového pole, což je výsledek získaný seismickým sondováním (Gaudet, 1973). Geneze cirkusu z přívalové nádrže však není nutná a nejvíc se odvíjí od vývoje jednoduché prohlubně, kde se v horkém období hromadí sníh . Nejlepším důkazem toho je existence cirkusů v propustných (vápencových) nebo velmi popraskaných (krystalických břidlicích masivu Mont-Blanc ).

Hlavní role rimaye

K těmto různým pohybům tak dochází pod tlakem sněhového pole a ledovce , zejména díky rozdílům v hustotě mezi čerstvým nebo již vyvinutým sněhem, sněhem sněhových polí a ledem. Tyto rozdíly v hustotě proto umožňují výrazný pohyb ledovce ve vztahu ke sněhovému poli a mírný pohyb sněhového pole. Tyto pohyby proto indukují velké štěrbiny, nazývané rimayes mezi ledovcem a sněhovým polem na jedné straně, mezi sněhovým polem a horninou na straně druhé.

• Hnací síla: omrzliny: Dominantním procesem eroze pro vývoj ledovcového cirkusu je značná aktivita zamrzání, která se odehrává podél horního toku raye mezi horninou a sněhovým polem, široce otevřeného během horkého období. Tato akce je obzvláště intenzivní kvůli množství vody, která pramení v létě, z tání povrchu i z pramenů. Je to mnohem méně intenzivní na strmé skalní stěně, která dominuje ledovci a která je vystavena přímému odpařování působením slunce. Studie provedené v Jungfraujoch (Lliboutry, 1965) však ukazují, že teploty vzduchu v rimaye oscilují mezi 0 a −1  ° C a že pouze rychlá změna teplot (+ 0,1  ° C za minutu) umožňuje zmrazení podél rimaye , zatímco stěny proti proudu procházejí intenzivním a téměř trvalým zmrazením. K tomu dochází, když jsou ráfky dokořán, když je hladina ledovce velmi nízká. Zdálo by se tedy, že při vykopávání cirkusu je ústupem od stěn pouze rimaye proti proudu.

• Další účinky rimaye: Sestup vody v létě po skalní stěně má další důsledky: tato voda se může hromadit na dně cirkusu, pod ledem a zabírat tam prohlubně. Jsou stlačeni ledem zabírajícím dno cirkusu, vyvíjejí na něj hydrostatický tlak a mají tendenci jej oddělit od skalního podloží, a proto usnadňují jeho rotační pohyb. Ledovec cirque proto může strhávat úlomky z uvolněné země během fáze odloučení, nebo dokonce fáze ústupu, což vysvětluje úbytek druhé. Ve skutečnosti se zdá, že vývoj cirkusové podlahy má snížené nebo žádné tvarování, zatímco stěny aktivně ustupují a tvoří zeď. Tak se rodí pupek a cirkusový zámek: pupek se nachází v prohloubené oblasti, zámek uzavírá cirkus.

• Dynamické ráfky: Podle G. Galiberta (1965) hraje dynamická ráfka mezi skořápkami sněhu a ledovcovým cirkusem velkou roli v genezi cirkusů, zejména při tvorbě zářezů ve stěnách cirkusu. Je to jedinečné místo útoku cryoclasty které zná téměř stálou vlhkost vzduchu až do 4000  m nadmořské výšky, s výjimkou zimního období, které není proti pronikání tepelných kmitů, a to především v malých rimayas, a to až do výše 10  metrů hluboko, kde denní teplotní variace pronikají s určitým zpožděním a jsou stále více a více oslabovány, pokud je rimaye hluboký (Bozonnet, 1981).

Litografické vlivy

Jako každá forma eroze zaujímají glaciální cirky nejpříznivější strukturální polohy. Tyto lito-strukturní vlivy vedou erozi.

• Role litologie  : Elementární kruhy jsou obzvláště dobře vyvinuté u typů hornin, kde demolice zdi mrazem poskytuje tuhou zeď a rychle postupuje. Cirkve se často nacházejí v oblastech hornin, které se snadněji ničí (horniny, které jsou více diaclassic, a proto více porézní). Podle G. Galiberta (1965) skutečně mechanika hornin po erozi úlomku svahu uvolňuje horninu podle předchozích strukturálních směrů. Do hloubky se mění pouze hierarchie důležitosti dělených plánů.

• Role ponoru: V oblastech se sedimentárními horninami hraje roli i ponoření geologických vrstev: kary, které útočí na přední část jednoklonných ponoření, mají velmi vysoké stěny a jejich ústup je ponořen. Naopak kružnice reverzů ve směru klesání jsou nejčastěji četné a malé, navzájem špatně vrstvené. Navíc, když je litologická asymetrie v geomorfologii jasně vyjádřena, může mluvit klimatická asymetrie. ven. Účinně klesající svahy, kde je svah méně strmý než sklon protějších svahů, mohou být ovlivněny efektem sněhového pluhu.

Syntéza

V Drač a Romanche ( Oisans ) povodích , G. Monjuvent (1978) se pokusil zařadit podmínky příznivé a nepříznivé pro stanovení základních cirkusů v Würm .

• Příznivé podmínky: V sestupném pořadí výskytu v genezi cirkusů máme:
  • počáteční topografie: Může to být pravidelný nebo nepravidelný povrch, ze kterého je sklon mezi 10 ° a 30-35 °;
  • nadmořská výška: Musí být větší nebo rovna 1900  m , nadmořská výška vytrvalého sněhu u Würmu v severních Alpách  ;
  • litologie  : ledovcové kary jsou často kopal do místa, kde střídající hard rock / soft rock je pravidlem pro hru diferenciální eroze  ;
  • struktura: Cirkety jsou často kopány v rozdrcených nebo porušených oblastech, což vede k ledové erozi a určuje hustotu ledovcových cirkusů;
  • orientace: Orientace cirkusů se nejeví jako zásadní faktor jejich vývoje ve Würmu . Würmianské kruhy masivu Ecrins se „zdají být lhostejně rozloženy a nepředstavují žádný vztah nadmořská výška / orientace“ (Monjuvent, 1978). Orientace na sever se však jeví jako příznivý faktor pro zachování ledovců v postglaciálu.

• Nepříznivé podmínky: Existují dvě nepříznivé podmínky pro zřízení elementárních cirkusů ve Würmu: vertikální nebo subvertikální topografie zakazující pohyb ledu a nadmořská výška nižší než 1900  m .

Vidíme tedy zásadní roli litostrukturních podmínek v genezi cirkusů. Ty také hrají hlavní roli při klasifikaci cirkusů.

Hlavní typy cirkusů

Navrhovaná typologie je založena na tvaru a hloubce cirkusů, úzce závislých na litografickém kontextu.

Křesla cirkusy

V Alpách je jich poměrně mnoho , a proto se jim někdy říká „alpský“ cirkus. Jak naznačuje jejich název, tyto typy cirkusů jsou jako křeslo a mají tři hlavní charakteristiky:

• Jsou hlubší než široké;
• Mají strmé vertikální nebo subvertikální hrany nazývané cirkusové stěny, které často obsahují vysokou pyramidu dominující úrovni hřebenů, nazývanou roh;
  • Když se uvolní ledem, často obsahují hluboké jezero, kvůli akumulaci vody pod ledovcovým zámkem , který je obecně docela impozantní.

Kruhy křesla se často vyskytují ve skalách s homogenní a odolnou facií, jako jsou žuly , ruly a kompaktní metamorfované horniny, mohutné vápence, kde vertikální vyklizení převažuje nad erozí podlahy. Často jim dominuje roh. Stejně jako Matterhorn (4 478  m ) se jedná o vysokou skalní pyramidu, která obecně dominuje průměrné výškové úrovni protínajících se hřebenů ve vysokohorském ledovcovém modelu. Okraje rohů jsou konkávní a jejich vrcholy mají tendenci být stále akutnější. Tyto pyramidy jsou spojeny s postupným ústupem ledovcových cirkusů, zejména kryoklastikou , uvnitř rimaye, když jsou cirkusy zamrzlé nebo otevřené.

Cirkusy v dodávce

Termín „dodávka“ odpovídá přístroji používanému k prosévání obilí. Poměrně často v Pyrenejích se jim někdy říkalo „pyrenejské cirky“. Jsou poměrně široké, jejich dno je ploché nebo mírně zvlněné, hřebeny, které jim dominují, jsou nízké a stěny méně strmé než v cirkusu křesla. Svahy jsou pokryty úlomky, které je upravují: jsou proto mnohem méně strmé; tyto akumulace mohou být ve vysoké nadmořské výšce tekoucí suť nebo dokonce skutečné skalní ledovce, jako v okolí jezera Allos (Jorda, 1976). Jezero obsažené v cirkusu v dodávce je proto mnohem mělčí než v cirkusu v křesle. Dno cirkusu v dodávce vyrobené ze skal odolnějších než stěny, prohlubování je mnohem obtížnější, ledovcový jazyk, který vychází, je méně silný, eroze je proto menší a ve srovnání s prohlubováním dominuje boční mýtina. Vytváření cirkusů v dodávce několika masivů Pyrenejí (Bassiès, Carlit, Maladeta) se zdá být způsobeno spíše působením malých zbytkových ledovců interglacial období (holocén ...) nebo deglaciace (Lateiglacial) než obrovské ledovce z doby ledové (Würm, Riss ...).

Méně jasné tvary

Někdy se jim říká „upstream trychtýřový cirkus“, jsou to měkké, poněkud bastardské tvary, které obvykle nejsou ani přetaženy, ani uzamčeny. Postglaciální eroze - torrentialita, solifluxie a gelifluxie všech typů, sesuvy půdy atd. - do značné míry přispěla k degradaci těchto nepříliš jasných forem od samého začátku. Nacházejí se v horninách rozřezávajících se na krevní destičky (zejména flyšové vrstvy a břidlice…), které neumožňují jasné působení eroze u névé. Takže v rozbité Queyras (asi 75% oblasti Queyras), tam jsou náčrtky ledovcových cirkusů, se širokými, rozšířenými tvary a obklopené zničenými nebo velmi tupými hřebeny.

Nivelační výklenky

Nivelační výklenky odpovídají víceméně velkým konkávním plicním sklípkům, kde se v zimě hromadí sníh a kde tání, i když částečné, zůstává v létě relativně obtížné, což umožňuje částečnou diagenezi sněhu směrem ke sněhu. Doba tání a mrznutí sněhu je delší v nivelačních výklencích tropických oblastí. Jedná se o výrazně menší formy než ledovcové kružnice. Jsou přítomny v periglaciálních oblastech (vysoké nadmořské výšky a vysoké zeměpisné šířky), někdy zděděné jako ve středohorských oblastech nebo v oblasti severního Středomoří.

Stránky vyrovnávacích výklenků

Hlavní příčinou přetrvávajícího louže sněhu ve více či méně vysoké skalní stěně je opakování lavin v chodbách laviny sbíhajících se na konkrétní místo a sněhové přejídání, účinkem „sněhového pluhu“ podél návětrného svahu, sněhu se hromadí na úpatí závětrné zdi. Preferenčními místy nivelačních výklenků jsou tedy zastíněné prohlubně, konvergence lavinových chodeb nebo římsa, údolí jakéhokoli původu, které upřednostňují hromadění sněhu větrem ve svahu. Na Islandu lze pozorovat zamrzlou půdu pod kalužemi sněhu, protože voda z taveniny, prosakující sněhem, v létě povrchně zamrzá. Dva hlavní procesy eroze jsou tedy fragmentace materiálu omrzlinami a jeho export roztavenou vodou, která materiál čistí.

Dolní část vyrovnávacích výklenků

Za sněhovou náplastí , spojenou s nivelačními výklenky, podporuje koncentrace jemných produktů odtokem působení intenzivní gelace, která generuje tvorbu geometrických půd, regeneraci materiálu gelifluxionem - zaoblené tvary - pak si po proudu všimneme jazyků rozloženo na úrovních. Jakmile jsou vyrovnávací žlaby dostatečně hluboké, sněhové kaluže z roku na rok přetrvávají a mohou se stát skutečnými sněhovými poli s fyzickou přeměnou sněhu pomocí diageneze .

Fosilní nivelační výklenky v Basse Provence

V Basse-Provence mají údolí často několik nivelačních výklenků zděděných od Würmu , a to i ve velmi nízkých nadmořských výškách: v pohoří Nerthe, jižně od Etang de Berre , je můžeme najít v nadmořské výšce 70  m . nad aktuální hladinu moře. Jejich orientace na jih - ve vzpřímené poloze - se zdá být apriori překvapivá. Lze to však vysvětlit účinkem sněhového pluhu spojeného s mistralem.

Bibliografie

• MR Bennett & NF Glasser (1996) Glacial Geology. Ledové pokrývky a formy . Chichester, J. Wiley & Sons Ldt, 364 s.
• R. Bozonnet R. (1981) Příspěvek ke geomorfologickému studiu vysokých hor mírného podnebí : příklad masivu Mont Blanc . Diplomová práce, Grenoble, 139 s.
• Fr. Gaudet (1973) Alpské ledovcové proudy . Státní práce, Univ. of Occidental Brittany, 413 p.
• M. Jorda (1975) Hory horního Verdonu. Geomorfologická studie . Středomoří , 25, 1, 37-58.
• L. Lliboutry (1965) Pojednání o glaciologii. t. 2: Ledovce. Klimatické variace. Zmrazené půdy . Paris, Masson, 614 s.
• G. Monjuvent (1978) Le Drac. Kvartérní morfologie, stratigrafie a chronologie alpské pánve . Grenoble, Inst. Dolomieu-CNRS ed., 431 s.
• Ch.-P. Péguy (1947) Haute Durance a Ubaye. Fyzický náčrt intraalpínské zóny jihofrancouzských Alp . Diplomové práce, Grenoble, Imp. Arthaud, 291 s.
• J. Tricart (1963) Geomorfologie chladných oblastí . PUF, Paříž, 289 s.
• J. Tricart (1981) Precise of geomorphology . t. III: Klimatická geomorfologie . Paříž, SEDES-CDU, 313 s.
• P. & G. Veyret (1967) V srdci Evropy, v Alpách . Paris, Flammarion, 546 s.
• R. Vivian (1975) Ledovce západních Alp . Grenoble, Imp. Allier, 513 str.

Poznámky a odkazy

1. (in) Yannick Crest Magali Delmas , Regis Braucher , Yanni Gunnell , Marc Calvet a Aster Team , „  Circus - have growth spurts during deglacial and interglacial obdobia: evidence from 10Be and 26 Al Al nuklide inventures in the central and Eastern Pyrenees  “ , Geomorphology flight . 278 ,2017( číst online )