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La glaciation renvoie à l’activité des glaciers, soit à leur formation, leur mouvement et leur retrait. Celle-ci était bien plus importante dans le passé, alors que la Terre était recouverte de glace, de glaciers continentaux. À l’heure actuelle, les glaciers recouvrent environ 10 % de la surface terrestre (14,9 millions de km2). La majeure partie de celle-ci se trouve en dessous de deux glaciers continentaux (communément appelés inlandsis) situés près des pôles terrestres, un près de l’Antarctique et l’autre près du Groenland. Les autres glaciers ne couvrent que 700 000 km2 de la surface de la Terre. La glaciation de milliers d’années a façonné le paysage de la majeure partie du Canada. Les vallées se sont élargies, des moraines se sont formées et les substratums rocheux ont été polis. Toute cette longue activité glaciaire a également laissé de nombreux sédiments, tels que le gravier, qui occupe une grande place dans le marché de l’exportation au Canada.
Érosion glaciaire
L’extension et le retrait des glaciers peuvent entraîner de l’érosion. L’érosion glaciaire est principalement causée par abrasion ou par délogement.
On parle d’abrasion lorsque de petites particules ou de petits fragments maintenus dans la glace, à la base ou près de la base d’un glacier glissent sur la surface sous-jacente, communément appelée le substratum rocheux. et grattent et polissent celui-ci. L’abrasion peut gratter et polir les fragments dans la glace et les roches sous-jacentes et peut former de longues stries allongées ressemblant à des caniveaux (connues sous le nom de rainures) dans l’assise rocheuse.
On parle de délogement glaciaire lorsque des blocs du substratum rocheux se détachent par friction. Ce délogement se produit habituellement aux endroits où l’assise rocheuse est fragile ou simplement fissuré. Les roches moutonnées sont un exemple de formation continentale causée par le délogement glaciaire. Il s’agit de larges assises rocheuses voûtées et asymétriques, dont les faces en amont sont polies et striées et les faces en aval, rugueuses et abruptes.
On observe davantage d’érosion et d’ablation de matériau dans les vallées, dont la topographie confine la glace à un espace, que dans les régions ouvertes, dont la topographie est propice aux calottes glaciaires et aux glaciers continentaux. À titre d’exemple, les auges glaciaires (connues sous le nom de vallées en U), comme la Bow Valley dans les Rocheuses, sont l’œuvre de l'érosion glaciaire, qui a élargi et approfondi des vallées fluviales préexistantes.
Sédimentation
Tandis que l'érosion se produit à un endroit, les dépôts glaciaires peuvent se former ailleurs. La sédimentation se produit lorsque les glaciers ajoutent du sable, des minéraux et d’autres matériaux à l’assise rocheuse sur laquelle ils se déplacent. Des accumulations, telles que des drumlins et certains types de moraines de fond, peuvent se former sous la glace en mouvement. Cependant, la majorité des dépôts glaciaires se produisent avec le retrait de la glace.
Parmi les types de moraines les plus importants, on compte les moraines bosselées (amas de hauts-reliefs composés de dômes, de crêtes et de buttes, dont certains ressemblent à des beignets); les moraines transversales de vallée, les moraines côtelées, les moraines en planche à laver, les moraines De Geer, les moraines poussées, les moraines de poussée et les moraines de retrait (crêtes en forme d'arc de hauteur et de longueur variables); les moraines terminales (crêtes simples proéminentes qui marquent la limite de la progression glaciaire); les moraines de fond.
La plupart de ces moraines contiennent un bon pourcentage de till. Ce dernier est un matériau non stratifié tout venant, déposé directement par un glacier. En général, il est composé d'un mélange hétérogène d'argile, de limon, de sable, de cailloux, de galets et de blocs rocheux. La composition exacte du till reflète généralement la nature du substratum local. Il existe plusieurs types de tills. Ceux-ci sont classés en plusieurs catégories selon l'emplacement des débris dans la glace et la manière dont ils ont été déposés.
L'eau de fonte est également un type de dépôt glaciaire. Elle peut provenir de la surface, de l'intérieur ou de la base du glacier, et peut former des cours d'eau anastomosés au-delà de la limite du glacier. Ces ruisseaux peuvent se relier pour former un réseau de chenaux peu profonds qui transportent et déposent du gravier et du sable.
Au Canada, le gravier représente une ressource industrielle importante, et certains des dépôts les plus riches viennent de cours d'eau anastomosés issus des glaciers. Un exemple moderne et remarquable est la rivière Donjek au Yukon, dont la source est le glacier Donjek de la chaîne de montagnes Saint-Élie. Ses kames (petites collines arrondies) et ses eskers (crêtes sinueuses des rivières) proviennent de dépôts de sable et de gravier laissés par les eaux de fonte.
On peut observer plusieurs lacs glaciaires, créés et alimentés par l’eau de fonte, un peu partout au Canada. Ces lacs ont été formés par des barrages glaciaires ou par des barrages de sédiments glaciaires. Le lac glaciaire Agassiz, qui recouvre une grande partie du Manitoba et une petite portion de la Saskatchewan et de l’Ontario, est un exemple frappant d'un lac glaciaire. Les sédiments déposés dans les lacs glaciaires se composent principalement de limon et d'argile, qui forment couramment des varves, c'est-à-dire des couches de sédiments minces et épaisses, produites annuellement. Des crêtes de plage, composées de gravier et de sable, se forment sur le rivage d’anciens lacs glaciaires.
Le retrait des glaciers découvre un substratum de sable et de limon non consolidés, sur lequel on note une absence de végétation. Sous les effets du vent, les sédiments nouvellement exposés forment parfois des dunes et des loess. Les dunes se constituent essentiellement de sable, déplacé petit à petit par le vent ou l’eau (un processus que l’on appelle la saltation) ou accumulé par effet boule de neige (processus de traction), c’est-à-dire qu’un amas de sédiments a roulé et a grossi au fur et à mesure qu’il accumulait des particules. Les dépôts de loess, composés de sable fin et de limon, se forment de matériaux en suspension qui ont peut-être été transportés sur des centaines de kilomètres (voir Relief éolien).
Progressions et retraits glaciaires importants
La quantité et la succession des dépôts glaciaires fournissent aussi de l’information sur l’histoire des glaciers desquels ils proviennent, comme les limites et la fréquence de l'expansion de ceux-ci dans le passé.
L’histoire terrestre a connu de nombreuses glaciations, mais les scientifiques ont surtout documenté l'activité glaciaire des derniers deux ou trois millions d'années. Durant le pléistocène, connu sous le nom de période glaciaire, les glaciers occupaient près de 30 % de la surface terrestre. Les glaciers se formaient et prenaient de l'expansion dans les régions montagneuses partout dans le monde. Dans les régions nordiques, comme le Canada et le nord de l'Europe, des calottes glaciaires se sont formées et se sont étendues pour devenir des inlandsis. À l’époque, environ 97 % du Canada était recouvert de glace, ce qui explique pourquoi le Canada présente plus de terrain affecté par la glaciation que n'importe quel autre pays.
On s’interroge quant au nombre exact de glaciations importantes qui se sont produites au cours de la période glaciaire. Malgré tout, on s’entend généralement sur quatre grandes glaciations d'une durée d'environ 100 000 ans chacune et séparées par de longues périodes chaudes. En Amérique du Nord, de la plus ancienne à la plus récente, on les connaît sous les noms de Glaciation nébraskienne, kansanienne, illinoïenne et wisconsinienne. Mis à part ces glaciations majeures, on reconnaît aussi des avancées et des retraits glaciaires mineurs. Toutefois, de nouvelles découvertes et une réinterprétation d'anciennes données suggèrent que la glace s'est étendue et retirée de nombreuses fois. En raison de la complexité des données, il est impossible d'affirmer avec certitude qu'il y a bien eu quatre glaciations majeures. Par ailleurs, on en sait davantage sur la glaciation wisconsinienne que sur les précédentes.
Glaciation wisconsinienne
Puisque la glaciation wisconsinienne est la plus récente, les preuves de son passage (comme les moraines) se sont relativement bien conservées. La période d’activité wisconsinienne peut être estimée à l'aide de la datation au carbone 14 de la matière organique qui se retrouve sous, dans ou sur les dépôts glaciaires de cette période. Bien que cette méthode de datation soit de loin la principale pour déterminer le moment de l’expansion des glaciers, elle ne peut être utilisée qu’avec de la matière qui a moins de 50 000 ans.
Au Canada, la glace aurait atteint ses limites les plus étendues avant la fin de la glaciation wisconsinienne. Malgré cette hypothèse, on suggère que, dans l’Ouest canadien, des parties du glacier continental laurentidien, qui recouvrait une grande superficie du Canada, s’étendaient bien au-delà des limites prédéterminées. Toutefois, on ne sait pas si ces limites ont été atteintes au début de cette glaciation ou durant une glaciation majeure précédente, comme l'illinoïenne.
On sait cependant que, durant le pléistocène, la glace n'a jamais été beaucoup plus loin que les limites du Wisconsinien tardif. Les glaciers n'ont jamais recouvert le nord du Yukon ou certaines parties des Territoires du Nord-Ouest. De plus, les plus hauts sommets de l'ouest du Canada et les plus hautes collines des Prairies (comme les collines de Cyprès) n'ont jamais été soumis aux glaciations. Ces pics découverts sont appelés nunataks. Même si le climat était alors assez rigoureux pour permettre la conservation des glaciers, l'humidité était insuffisante pour leur formation et, par conséquent, leur expansion.
Suffisamment de données ont été recueillies, grâce aux dépôts glaciaires et aux échantillons organiques soumis à la datation au carbone 14, pour avoir une bonne idée de la couverture du Wisconsinien au Canada. Quelque 100 000 ans plus tard, des calottes glaciaires se sont formées et se sont étendues sur plusieurs régions du Canada. Parmi les régions où l’accumulation était considérable, on compte les secteurs du Keewatin, du Labrador et de Foxe-Baffin. Des calottes glaciaires mineures se sont formées dans les provinces de l’atlantique et les îles de l’Arctique. Avec le temps, ces calottes glaciaires se sont unies et ont formé l'inlandsis laurentidien. À peu près à la même période, les glaciers de vallée se sont étendus dans les montagnes de l'Ouest et, avec le temps, ont formé l'inlandsis de la Cordillère.
Les données sur l'étendue initiale des glaciers continentaux se contredisent. Au moins un retrait a eu lieu avant l’assaut final, qui a probablement commencé il y a environ 25 000 ans. De plus, tout porte à croire que l'expansion maximale des inlandsis variait d'une région à l'autre. L'épaisseur maximale de la glace de l’inlandsis laurentidien a probablement atteint près de 4 000 m, alors que celle de l'inlandsis de la Cordillère a peut-être été de près de 2 000 m.
Avec le retrait des glaciers s'est formée la majorité des paysages glaciaires du Canada. Il y a eu des réavancées mineures de la glace pendant le retrait global, mais les glaciers se sont en général retirés assez vite et, il y a 10 000 ans, la glace s'était presque entièrement retirée. Depuis, la topographie glaciaire et les autres formes de relief ont été modifiés par divers agents, tels que l'eau et le vent. Toutefois, ces changements ont été mineurs, et la conservation du paysage glaciaire actuel est assurée pour des milliers d'années à venir.