Sédiments datant de la dernière glaciation

Le Quaternaire, qui a débuté voilà 1,64 million d'années, est la période la plus récente et la mieux connue au Canada. Les continents étaient situés à peu près au même endroit. En Amérique du Nord, cette période se caractérise par des changements climatiques qui ont provoqué de nombreux processus : accumulation et fonte de nappes glaciaires continentales, transgressions et régressions marines, avancée et recul de déserts, érosion en profondeur du socle, élimination des sédiments non consolidés et dépôt de matériaux nouvellement érodés. Le Quaternaire correspond en outre à l'apparition sur Terre de la race humaine.

Presque tout le pays a été recouvert de glace à un moment ou à un autre durant le Quaternaire, et dans plusieurs régions du pays, il subsiste des traces d'au moins quatre périodes glaciaires importantes. On ne sait pas combien de nappes glaciaires ont recouvert la région de la capitale nationale car l'érosion des plus récentes nappes glaciaires a effacé les indices des glaciations précédentes. C'est pourquoi les sédiments non consolidés dans la région de la RCN se composent de sédiments datant de la dernière glaciation (Wisconsinien), de sédiments marins de la mer de Champlain et des mêmes sédiments remaniés par des processus géomorphologiques récents.

Au Wisconsinien tardif, (23-10 Ka), une nappe glaciaire continentale, appelée inlandsis laurentidien, a recouvert presque tout le Canada. L'inlandsis comportait trois principaux secteurs alimentés par trois dômes différents. L'un de ces dômes s'est formé dans la région du Québec-Labrador et s'est progressivement étendu dans toutes les directions tant dans l'est que dans l'ouest du pays. Dans la RCN, l'inlandsis a avancé vers le sud sur les collines de la Gatineau et la vallée des Outaouais, et vers le sud-ouest, sur l'arche de Frontenac. Durant les premiers stades de la glaciation, un important cours d'eau glaciaire s'écoulait dans la Gatineau et dans les vallées adjacentes orientées dans le sens nord-sud, mais toute la région a été finalement recouverte par un glacier de plusieurs milliers de mètres d'épaisseur. Les sédiments non consolidés, antérieurs à la glaciation du Wisconsinien tardif, et les couches supérieurs du substratum rocheux ont été érodés par l'inlandsis laurentidien et transportés dans la direction de l'écoulement glaciaire sur des centaines de kilomètres. Quant aux matériaux déposés par l'inlandsis, ils provenaient de zones situées à des centaines de kilomètres en amont de la RCN. Le dépôt des matériaux érodés est à l'origine des tills et des formes de relief glaciaires (Carte - GéoServ).

Vers la fin du Wisconsinien, en même temps que reculaient les glaciers continentaux à partir de leur position maximale, l'inlandsis laurentidien s'amincissait sur la RCN. La nappe glaciaire s'est divisée en divers lobes, les hautes terres ont émergé et les langues glaciaires ne subsistaient plus que dans les vallées des collines de la Gatineau. L'eau de fonte glaciaire a transporté d'énormes quantités de sédiments au-delà de la marge glaciaire, les déposant sur les plaines d'inondation dans les lacs glaciaires et dans la mer.

Le poids de l'inlandsis wisconsinien a abaissé la croûte terrestre sous le niveau de la mer. Au moment de la déglaciation, les lacs proglaciaires alimentés par les eaux de fonte n'ont pas tardé à être envahis par les eaux marines de la mer de Champlain dans la vallée du St-Laurent. L'invasion marine a duré 2 500 ans, de 12 à 9,5 ka, et par endroits la limite marine s'est élevée à 210 m du niveau actuel. Durant l'invasion marine, une couche d'argile et de silt marins atteignant jusqu'à 100 mètres d'épaisseur (connue sous l'appellation d'argile de Leda) s'est déposée sur les sédiments glaciaires. Le rebond isostatique de la croûte terrestre a causé le retrait de la mer de Champlain (Carte - GéoServ) de la région d'Ottawa vers 11,2 ka. Au cours de l'abaissement du niveau de la mer, l'action des vagues a érodé et remanié la surface des sédiments marins et glaciaires, redéposant les sédiments plus grossiers près de la rive et transportant les sédiments plus fins vers les eaux profondes.

Durant le retrait de la mer de Champlain (de 11,1 à <11 ka), le front glaciaire sèest stabilisé à 30 km environ au nord d'Ottawa. Les glaces se sont retirées de la partie amont de la vallée de l'Outaouais entre 11 et 10 ka, créant des ouvertures par où s'écoulaient les eaux fluvio-glaciaires provenant des Grands Lacs supérieurs et des vastes lacs glaciaires du nord de l'Ontario et des Prairies canadiennes en passant par la vallée des Outaouais. Les débits élevés de l'ancienne rivière des Outaouais ont entaillé les sédiments glaciaires et marins jusque vers 5,5 ka, formant d'innombrables terrasses le long de la vallée. Le soulèvement isostatique graduel de la croûte a réorienté le drainage des lacs nordiques et des prairies vers la baie d'Hudson, et celui des Grands Lacs supérieurs vers la vallée du St-Laurent, en passant par les Grands lacs inférieurs, abandonnant un certain nombre de lits fluviatiles de l'ancienne rivière des Outaouais. En 4,7 ka, le bassin de la rivière des Outaouais était à peu près semblable à celui d'aujourd'hui (Source: Aylsworth et al., 1997; Fulton, 1989; Fulton et Richard, 1987; Gadd, 1987).