La formation des lithalses et leur croissance latérale

The lithalsas that occur in Hudsonie, northern Québec, Canada, are modern-day analogues to the features that formed the shallow depressions ('viviers') that occur today on the Hautes Fagnes, Belgium. Observations made in the two regions are complementary. They demonstrate that these periglacial mounds form first by vertical upheaving and later by lateral enlargment. The main observations in favour of this thesis are : 1) the regular morphology, either cicular or oval, of both actual lithalsas and traces of previous lithalsas, cannot be explained by simple vertical heave ; 2) the lateral extension of lithalsas, inferred from relict forms in the Hautes Fagnes, is clearly evident ; 3) the ramparts cannot be explained in terms of simple erosion of the lithalsa surface and subsequent lateral downslope movement of material under gravity to form the ramparts because (a) very low slope angles are involved and (b) thermokarst activity would have been initiated by the erosion ; 4) the oblique inclination of ice lenses observed within a lithalsa in Hudsonie indicates that the freezing plane (i.e. top of permafrost) was lateral, on the sides. In permafrost regions today, aggradational ice forms by segregation at the permafrost table. If the latter is inclined, the growth of aggradational ice can heave material both upwards and laterally. Therefore, enlargement of a lithalsa, and the preservation of its ramparts following thaw degradation, are thought to be associated with the growth of aggradational ice on the inclined permafrost table that surrounds the mound. This process is called "frost thrusting". The snow accumulations on the border of the lithalses explain the direction of advance of the freezing front. Calculation of the possible pressures developed by the growth of segregated ice supports this thesis. Figure 14 illustrates how lithalsas are thought to form. This explanation has to be verified in the arctic permafrost region of northern Quebec by excavating sections through actual lithalsas using a portable high pressure water pump.La similitude parfaite entre les lithalses de Hudsonie (Québec) et les lithalses qui ont donné naissance, il y a 12000 ans, aux viviers des Hautes Fagnes (Belgique) paraissant établie, les observations faites dans ces deux régions se confortent mutuellement pour montrer que ces buttes périglaciaires après être apparues par un soulèvement vertical du sol, se sont par la suite étendues latéralement. Les observations principales en faveur de cette thèse sont les suivantes : 1) les formes en plan très régulières, circulaires ou ovales, de nombreuses lithalses actuels et de traces fossiles, sont inexplicables par un simple soulèvement vertical du sol, 2) une extension latérale des lithalses est évidente dans des remparts des formes fossiles des Hautes Fagnes, 3) les déplacements des sédi¬ ments vers les remparts ne peuvent pas être dus seulement à des processus de versants vu la très faible pente de la surface des lithalses et les phénomènes thermokarstiques qu'une telle érosion aurait déclenché, 4) la position oblique en profondeur des lentilles de glace au sein d'une lithalse de Hudsonie est aussi un indice d'une croissance latérale. Le principal processus responsable de l'élargissement des lithalses et de la formation des remparts qui subsistent après leur fusion consiste en la formation de glace d'accroissement sur la table inclinée du pergélisol en bordure de ces buttes périglaciaires. Cette glace soulève et repousse latéralement la bordure non gelée de la lithalse. Ce processus est appelé «frost thrusting». L'accumulation de neige à la bordure de la lithalse joue un rôle déterminant dans la direction de la progression du gel. Des calculs de la poussée nécessaire pour déplacer les sédiments et aussi l'estimation des pressions développées par la croissance de cette glace de ségrégation confortent la théorie avancée. La figure 14 montre comment se développent vraisemblablement les lithalses dont le tracé en plan est régulier. Cette hypothèse pourra être aisément vérifiée dans l'Arctique en excavant avec une ou des pompes portatives les versants de lithalses actuelles.Pissart Albert. La formation des lithalses et leur croissance latérale. In: Bulletin de la Classe des sciences, tome 18, n°7-12, 2007. pp. 273-294