Les molards, marqueurs de l'évolution de la dégradation du pergélisol de montagne – Permolards

Le projet PERMOLARDS vise à utiliser les molards comme outil géomorphologique pour comprendre le changement climatique et les risques naturels. Afin de comprendre la formation, l'évolution, la morphologie, la longévité et le contexte environnemental des molards, ce projet utilisera une approche multidisciplinaire comportant : des études de terrain, des simulations en laboratoire et l’analyse de données de télédétection.

Nous explorerons trois études de cas uniques en Alaska, Amérique du sud et en Islande, où nous avons identifié avec certitude des molards qui se sont formés dans des conditions climatiques dans divers contextes géographiques.

Nous définirons la gamme possible de propriétés des matériaux et de configurations de la glace pour lesquelles les molards peuvent se former par des études sur le terrain, et par la simulation expérimentale dans une chambre froide de laboratoire.

Nous définirons ensuite les critères de base pour identifier les molards à partir de la télédétection et sur le terrain. Nous quantifierons également le lien entre la dynamique des glissements de terrain et la distribution spatiale finale des molards .

Le principal résultat du projet est le premier catalogue de glissements de terrain avec des molards de pergélisol dans le monde entier - la publication est en cours de finalisation et a été présentée à l'AGU 2024. Ce catalogue comprend plus de 100 glissements de terrain sur la plupart des principaux terrains pergélisolés de la planète. Nous avons constaté que les glissements de terrain avec molards de pergélisol peuvent se produire dans divers matériaux, y compris les talus cimentés par la glace, les glaciers rocheux et le substratum rocheux faible cimenté par la glace. Nos résultats révèlent que ces molards sont largement répandus sur des terrains présentant différents types de pergélisol, du continu à l'isolé. Ces résultats constituent une base essentielle pour l'identification d'autres terrains dans des environnements de pergélisol qui pourraient être sujets à des défaillances. 70 % de ces glissements de terrain se sont produits récemment et sont situés dans des zones où le pergélisol est modélisé comme étant potentiellement présent, ce qui indique que les glissements de terrain avec molards peuvent servir d'indicateurs de la présence de pergélisol et de sa dégradation récente ou en cours.

Nous avons identifié une concentration significative de glissements de terrain abritant des molaires dans la région Alaska-Yukon. Cette découverte a motivé une étude plus détaillée des montagnes Talkeetna en Alaska. Ce travail est en cours de préparation pour publication et sera présenté à la conférence RCG en Roumanie en septembre 2025. Nous avons constaté que la majorité des glissements de terrain datés avec précision se produisent pendant la saison hivernale, sans déclencheurs facilement identifiables tels que des précipitations intenses/la fonte des neiges ou des secousses sismiques. Cela plaide en faveur d'un cheminement plus complexe et peut-être progressif vers la rupture par le réchauffement du pergélisol, y compris peut-être des changements à long terme dans l'hydrologie des pentes et/ou un décalage saisonnier/décennal dans le dégel des plans de faiblesse gelés préexistants. Nous avons constaté que la fréquence de ces glissements de terrain a augmenté au cours des deux dernières décennies par rapport à la période antérieure à l'an 2000, ce qui indique que le changement climatique joue un rôle important dans leur survenue.

Nos travaux de laboratoire ont permis de mieux comprendre la formation des molards à partir d'expériences en chambre froide au M2C. Ce travail a utilisé un nouveau dispositif de photogrammétrie à faible coût qui fournit une série temporelle de modèles 3D permettant de relier les changements de volume aux processus en cours.

Nos travaux sur les molards terrestres ont également contribué de manière significative à la compréhension du rôle des volatiles dans la formation d'autres corps planétaires.

Nos recherches démontrent que les glissements de terrain avec des molards de pergélisol sont beaucoup plus fréquents qu'on ne le pensait. Ils fournissent des informations précieuses sur l'état du pergélisol et aident à quantifier la relation entre les glissements de terrain et les variations climatiques dans les environnements périglaciaires à l'échelle mondiale. Nos travaux en Alaska ont fait l'objet d'un film du CNRS - youtu.be/THe-3pp-QsY, qui a connu un grand succès et a été visionné par 125 000 personnes. Ce film a également été présenté lors d'événements de sensibilisation intitulés « Rencontres Montagnes & Sciences ». Le CNRS a également publié un article dans « CNRS Le Journal “ (no.315, pp 13-23, mars 2024) intitulé ” En Alaska le pergelisol fait tomber des montages » par la journaliste Laure Cailloce et le photographe Cyril Frésillon.

Par ailleurs, le travail en Alaska nous a amené à travailler en étroite collaboration avec la population locale de la région. En octobre 2024, nous avons organisé un atelier en collaboration avec les membres de la communauté locale, les représentants des tribus et les porte-parole des agences locales - www.nukaprojects.com/permafrostlandslidehazards. Cet atelier a bénéficié d'une subvention de l'International Arctic Science Committee et a débouché sur une campagne de surveillance menée par les habitants de la région et sur des engagements à rechercher des possibilités de financement futures pour renforcer la collaboration.

Le projet a mis en évidence deux nouvelles questions de recherche urgentes que nous utiliserons pour demander des fonds à l'avenir : Comment le pergélisol se détache-t-il ? et Comment/pourquoi les glaciers rocheux s'effondrent-ils ?

Des pentes gelées de manière pérenne sont présentes sur de nombreuses chaines de montagnes à travers le monde. Les changements de température dans ces environnements ont donc un impact considérable sur l’état du pergélisol, provoquant une augmentation des instabilités de pente et des risques occasionnés par les mouvements de masse. De ce fait, il est primordial d’identifier les zones de pergélisol discontinu susceptibles d’être affectées par les phénomènes liés à la dégradation du pergélisol. Ce projet a pour but d’étudier les morphologies appelées « molards », qui sont des formes de paysages peu étudiées, sont des cônes de débris meubles résultant de la fonte de blocs riches en glace et en sédiment et mobilisés par des glissements de terrain sur un pergélisol. Les molards constituent un très bon indicateur d’une dégradation du pergélisol récente ou actuelle. Leurs caractéristiques spatiales et géomorphologiques révèlent la dynamique des grands mouvements de masse. Le projet PERMOLARDS vise à utiliser les molards comme outil géomorphologique pour comprendre le changement climatique et les risques naturels. Afin de comprendre la formation, l'évolution, la morphologie, la longévité et le contexte environnemental des molards, ce projet utilisera une approche multidisciplinaire comportant : des études de terrain, de la datation, des simulations en laboratoire et des simulations numériques, de la modélisation et l’analyse de données de télédétection. Nous explorerons trois études de cas uniques au Groenland, au Canada et en Islande, où nous avons identifié avec certitude des molards qui se sont formés dans des conditions climatiques allant de l'Holocène à nos jours dans divers contextes géographiques. En particulier, nous contraindrons la dégradation morphologique des molards dans l'espace et le temps en utilisant une approche morphologique et des techniques de datation par luminescence. Nous définirons la gamme possible de propriétés des matériaux et de configurations de la glace pour lesquelles les molards peuvent se former par des études sur le terrain, et par la simulation expérimentale à l'aide de modèles physiques dimensionnés dans une chambre froide de laboratoire. Nous définirons ensuite les critères de base pour identifier les molards à partir de la télédétection et sur le terrain. Nous quantifierons également le lien entre la dynamique des glissements de terrain et la distribution spatiale finale des molards en retraçant leur parcours de la source au dépôt par des modèles numériques 3D. Nous évaluerons le rôle potentiel des fluides de dégel dans la modification du comportement des glissements de terrain et leur impact sur les risques. Nous surveillerons et modéliserons l'état du pergélisol sur le site de terrain du Groenland afin de déterminer l'état de dégradation du pergélisol représenté par les molards dans les nouveaux et les récents glissements de terrain. Enfin, nous établirons l'utilisation des molards comme outil géomorphologique pour suivre la dégradation du pergélisol dans le temps et dans différents contextes géologiques et géographiques dans le monde. En développant ces actions, ce projet nous permettra de comprendre comment la dégradation du pergélisol se produit dans l'espace et dans le temps, et d'évaluer les risques liés aux glissements de terrain en milieu froid.