Proéminence topographique

En topographie , la proéminence ou hauteur relative (également appelée hauteur autonome et épaulement en anglais américain, et chute en anglais britannique) mesure la hauteur du sommet d'une montagne ou d'une colline par rapport à la courbe de niveau la plus basse qui l'entoure mais ne contient aucun sommet plus élevé en son sein. C'est une mesure de l'indépendance d'un sommet . Le col clé (« selle ») autour du sommet est un point unique sur cette courbe de niveau et le sommet parent est une montagne plus élevée, sélectionnée selon divers critères.

La proéminence d'un pic est la plus petite dénivellation nécessaire pour passer du sommet à un terrain plus élevé. Cela peut être calculé pour un pic donné de la manière suivante : pour chaque chemin reliant le pic à un terrain plus élevé, trouvez le point le plus bas du chemin ; le col clé (ou selle la plus haute , ou col de liaison , ou lien ) est défini comme le plus haut de ces points, le long de tous les chemins de connexion ; la proéminence est la différence entre l'altitude du pic et l'altitude de son col clé. Sur une masse continentale donnée, la proéminence du pic le plus élevé sera identique à son altitude. Une autre définition équivalente est que la proéminence est la hauteur du sommet du pic au-dessus de la ligne de contour la plus basse qui l'entoure, mais ne contient aucun sommet plus élevé en son sein ; voir la figure 1.

Le sommet parent peut être proche ou éloigné du sommet en question. Le sommet du mont Everest est le sommet parent de l'Aconcagua en Argentine à une distance de 17 755 km (11 032 miles), ainsi que le sommet parent du sommet sud du mont Everest à une distance de 360 ​​m (1 200 pieds). Le col clé peut également être proche du sommet en question ou loin de celui-ci. Le col clé de l'Aconcagua, si l'on ne tient pas compte du niveau de la mer, est le détroit de Béring à une distance de 13 655 km (8 485 miles). Le col clé du sommet sud du mont Everest est à environ 100 m (330 pieds) de distance.

Une façon de visualiser la proéminence est d'imaginer que le niveau de la mer monte de sorte que le pic parent et le pic sujet soient deux îles distinctes. Puis, abaissez-le jusqu'à ce qu'un petit pont terrestre se forme entre les deux îles. Ce pont terrestre est le col clé du pic sujet, et la proéminence du pic est son élévation par rapport à ce col clé.

La proéminence intéresse de nombreux alpinistes car il s'agit d'une mesure objective fortement corrélée à la signification subjective d'un sommet. Les pics peu proéminents sont soit des sommets secondaires d'un sommet plus élevé, soit des sommets indépendants relativement insignifiants. Les pics très proéminents ont tendance à être les points les plus élevés des environs et sont susceptibles d'offrir des vues extraordinaires.

Seuls les sommets suffisamment proéminents sont considérés comme des montagnes indépendantes. Par exemple, la deuxième plus haute montagne du monde est le K2 (hauteur 8 611 m, proéminence 4 017 m). Bien que le sommet sud du mont Everest (hauteur 8 749 m, proéminence 11 m ) soit plus haut que le K2, il n'est pas considéré comme une montagne indépendante car il s'agit d'un sous-sommet du sommet principal (qui a une hauteur et une proéminence de 8 848 m).

De nombreuses listes de montagnes utilisent la proéminence topographique comme critère d'inclusion dans la liste, ou seuil . The Mountains of England and Wales de John et Anne Nuttall utilise un seuil de 15 m (environ 50 pieds), et la liste des Marilyns d'Alan Dawson utilise 150 m (environ 500 pieds). (La liste de Dawson et le terme « Marilyn » se limitent à la Grande-Bretagne et à l'Irlande). Aux États-Unis contigus, la célèbre liste des « quatorze » (sommets de 14 000 pieds / 4 268 m) utilise un seuil de 300 pieds / 91 m (avec quelques exceptions). Aux États-Unis également, 2 000 pieds (610 m) de proéminence est devenu un seuil informel qui signifie qu'un sommet a une stature majeure. Les listes avec un seuil de proéminence topographique élevé ont tendance à favoriser les sommets isolés ou ceux qui sont le point le plus élevé de leur massif ; une valeur faible, comme celle de Nuttalls, donne lieu à une liste comportant de nombreux sommets qui peuvent être considérés par certains comme insignifiants.

Bien que l'utilisation de la proéminence comme seuil pour former une liste de pics classés par altitude soit standard et constitue l'utilisation la plus courante du concept, il est également possible d'utiliser la proéminence comme mesure de montagne en elle-même. Cela génère des listes de pics classés par proéminence , qui sont qualitativement différentes des listes classées par altitude. Ces listes ont tendance à mettre l'accent sur les pics élevés isolés, tels que les sommets des chaînes de montagnes ou des îles et les stratovolcans . L'un des avantages d'une liste classée par proéminence est qu'elle ne nécessite pas de seuil, car un pic avec une proéminence élevée est automatiquement un pic indépendant.

Il est courant de définir le parent d'un pic comme un pic particulier dans le terrain plus élevé relié au pic par la colonne clé. S'il existe de nombreux pics plus élevés, il existe différentes manières de définir lequel est le parent, pas nécessairement basées sur des facteurs géologiques ou géomorphologiques. La relation « parent » définit une hiérarchie qui définit certains pics comme des sous-pics d'autres. Par exemple, dans la figure 1, le pic du milieu est un sous-pic du pic de droite, qui est un sous-pic du pic de gauche, qui est le point le plus élevé de sa masse continentale. Dans cet exemple, il n'y a pas de controverse sur la hiérarchie ; dans la pratique, il existe différentes définitions du parent. Ces différentes définitions sont les suivantes.

Également connu sous le nom de parenté insulaire proéminente , cela est défini comme suit. Dans la figure 2, le col clé du pic A se trouve au point de rencontre de deux contours fermés, l'un encerclant A (et aucun pic plus élevé) et l'autre contenant au moins un pic plus élevé. Le parent encerclant A est le pic le plus élevé qui se trouve à l'intérieur de cet autre contour. En termes de modèle de mer tombante, les deux contours délimitent ensemble une « île », avec deux parties reliées par un isthme au col clé. Le parent encerclant est le point le plus élevé de toute cette île.

Par exemple, le parent encerclant le mont Blanc , le plus haut sommet des Alpes , est le mont Everest . Le col clé du mont Blanc est un morceau de terrain bas près du lac Onega dans le nord-ouest de la Russie (à 113 m d'altitude), sur la ligne de partage des eaux entre les terres qui se jettent dans la mer Baltique et la mer Caspienne . C'est le point de rencontre de deux courbes de niveau de 113 m, l'une encerclant le mont Blanc ; l'autre encercle le mont Everest. Cet exemple montre que le parent encerclant peut être très éloigné du sommet en question lorsque le col clé est bas.

Cela signifie que, bien que simple à définir, le parent d'encerclement ne satisfait souvent pas l'exigence intuitive selon laquelle le pic parent doit être proche du pic enfant. Par exemple, une utilisation courante du concept de parent est de préciser l'emplacement d'un pic. Si nous disons que le pic A a le Mont Blanc pour parent, nous nous attendons à trouver le pic A quelque part près du Mont Blanc. Ce n'est pas toujours le cas pour les différents concepts de parent, et c'est le moins probable pour la parenté d'encerclement.

La figure 3 montre une gamme schématique de pics avec la couleur sous-jacente aux pics mineurs indiquant le parent d'encerclement. Dans ce cas, le parent d'encerclement de M est H alors qu'une vue intuitive pourrait être que L était le parent. En effet, si la colonne « k » était légèrement plus basse, L serait le véritable parent d'encerclement.

Le parent d'encerclement est le parent le plus élevé possible pour un pic ; toutes les autres définitions indiquent un pic (éventuellement différent) sur l'île combinée, un pic « plus proche » que le parent d'encerclement (s'il y en a un), qui est toujours « meilleur » que le pic en question. Les différences résident dans les critères utilisés pour définir « plus proche » et « meilleur ».

Le pic parent (proéminence) du pic A peut être trouvé en divisant l'île ou la région en question en territoires, en traçant les deux écoulements hydrographiques, un dans chaque direction, vers le bas à partir du col clé de chaque pic qui est plus proéminent que le pic A. Le parent est le pic dont le territoire se trouve le pic A.

Pour les collines de faible hauteur en Grande-Bretagne, une définition de « Marilyn parent » est parfois utilisée pour classer les collines basses (« Marilyn » étant un terme britannique pour une colline avec une hauteur d'au moins 150 m). On le trouve en divisant la région de Grande-Bretagne en question en territoires, un pour chaque Marilyn . La Marilyn parent est la Marilyn dont le territoire se trouve au sommet de la colline. Si la colline se trouve sur une île (en Grande-Bretagne) dont le point le plus élevé est inférieur à 150 m, elle n'a pas de Marilyn parent.

La parenté de proéminence est la seule définition utilisée dans les îles britanniques car la parenté d'encerclement s'effondre lorsque le col clé approche du niveau de la mer. En utilisant la définition d'encerclement, le parent de presque toutes les petites collines d'une zone côtière de basse altitude serait Ben Nevis , un résultat inutile et déroutant. En attendant, la parenté de « hauteur » (voir ci-dessous) n'est pas utilisée car il n'y a pas de choix évident de limite.

Ce choix de méthode peut paraître arbitraire à première vue, mais il permet de donner à chaque colline un sommet parent clair et sans ambiguïté, plus haut et plus proéminent que la colline elle-même, tout en étant relié à elle (par des lignes de crête). Le parent d'une colline basse sera également généralement à proximité ; cela devient moins probable à mesure que la hauteur et la proéminence de la colline augmentent. En utilisant la parenté proéminence, on peut produire une « hiérarchie » de sommets remontant au point le plus élevé de l'île. Une telle chaîne en Grande-Bretagne se lirait comme suit :

Colline Billinge → Colline Winter → Colline Hail Storm → Colline Boulsworth → Kinder Scout → Cross Fell → Helvellyn → Scafell Pike → Snowdon → Ben Nevis .

À chaque étape de la chaîne, la hauteur et la proéminence augmentent.

La filiation en ligne, également appelée filiation en hauteur, est similaire à la filiation en proéminence, mais elle nécessite un critère de coupure de proéminence. Le parent en hauteur est le pic le plus proche du pic A (le long de toutes les crêtes connectées à A) qui a une hauteur supérieure à A et satisfait certains critères de proéminence.

L'inconvénient de ce concept est qu'il va à l'encontre de l'intuition selon laquelle un pic parent doit toujours être plus significatif que son enfant. Cependant, il peut être utilisé pour construire une lignée complète pour un pic qui contient une grande quantité d'informations sur la position du pic.

En général, l’analyse des parents et des lignées est intimement liée à l’étude de la topologie des bassins versants .

L'altération du paysage par l'homme et la présence de points d'eau peuvent donner lieu à des problèmes dans le choix de l'emplacement et de la hauteur d'un sommet ou d'un col. En Grande-Bretagne, de longues discussions ont abouti à un protocole qui a été adopté par les principales sources de données sur la proéminence en Grande-Bretagne et en Irlande. D'autres sources de données ignorent généralement les altérations causées par l'homme, mais cette convention n'est pas universellement acceptée ; par exemple, certains auteurs ne tiennent pas compte des structures modernes mais autorisent les anciennes. Un autre désaccord concerne l'enlèvement du sommet des montagnes , bien que pour les pics à forte proéminence (et pour les sous-pics à faible proéminence avec des sommets intacts), la différence dans les valeurs de proéminence pour les deux conventions soit généralement relativement faible.

Le col clé et le pic parent sont souvent proches du sous-pic, mais ce n'est pas toujours le cas, surtout lorsque le col clé est relativement bas. Ce n'est qu'avec l'avènement des programmes informatiques et des bases de données géographiques qu'une analyse approfondie est devenue possible .

Par exemple, le col clé de Denali en Alaska (6 194 m) est un col de 56 m près du lac Nicaragua . Le parent encerclant Denali est l'Aconcagua (6 960 m), en Argentine , et sa proéminence est de 6 138 m. (Pour illustrer davantage le modèle de proéminence basé sur la montée de la mer, si le niveau de la mer montait de 56 m, l'Amérique du Nord et l'Amérique du Sud seraient des continents séparés et Denali se trouverait à 6 138 m, sa proéminence actuelle, au-dessus du niveau de la mer. À un niveau légèrement inférieur, les continents seraient toujours connectés et le point culminant de la masse terrestre combinée serait l'Aconcagua, le parent encerclant.)

Bien qu'il soit naturel que l'Aconcagua soit le parent du Denali, puisque le Denali est un pic majeur, considérons la situation suivante : le pic A est une petite colline sur la côte de l'Alaska, avec une altitude de 100 m et un col clé de 50 m. Le parent encerclant le pic A est alors également l'Aconcagua, même s'il existe de nombreux pics plus proches du pic A qui sont beaucoup plus hauts et plus proéminents que le pic A (par exemple, le Denali). Cela illustre l'inconvénient d'utiliser le parent encerclant.

Une colline dans une région basse comme les Pays-Bas sera souvent un enfant direct du mont Everest , avec sa proéminence à peu près égale à sa hauteur et son col clé placé au pied ou près du pied de la colline, bien en dessous, par exemple, du col clé du Mont Blanc de 113 mètres de haut .

Lorsque le col clé d'un pic est proche du pic lui-même, la proéminence est facilement calculée à la main à l'aide d'une carte topographique . Cependant, lorsque le col clé est éloigné, ou lorsque l'on souhaite calculer la proéminence de plusieurs pics à la fois, un logiciel peut appliquer la modélisation du réseau de surface à un modèle numérique d'élévation pour trouver des cols clés exacts ou approximatifs.

Les cartes topographiques affichent généralement l'altitude à l'aide de courbes de niveau , l'altitude exacte est généralement délimitée par une courbe de niveau supérieure et une courbe de niveau inférieure, et n'est pas spécifiée avec précision. Les calculs de proéminence peuvent utiliser la courbe de niveau supérieure (donnant une estimation pessimiste ), la courbe de niveau inférieure (donnant une estimation optimiste), leur moyenne (donnant une proéminence « moyenne » ou « en hausse » ) ou une valeur interpolée (habituelle en Grande-Bretagne).

Le choix de la méthode dépend en grande partie de la préférence de l'auteur et des précédents historiques. La proéminence pessimiste (et parfois la proéminence optimiste) a été utilisée pendant de nombreuses années dans les listes américaines et internationales, mais la proéminence moyenne devient de plus en plus préférée.

Il existe deux variétés de proéminences topographiques : la proéminence humide et la proéminence sèche. La proéminence humide est la proéminence topographique standard abordée dans cet article. La proéminence humide suppose que la surface de la terre comprend toutes les caractéristiques permanentes d'eau, de neige et de glace. Ainsi, la proéminence humide du sommet le plus élevé d'une île océanique ou d'une masse continentale est toujours égale à l'altitude du sommet.

La proéminence sèche, en revanche, ignore les caractéristiques de l'eau, de la neige et de la glace et suppose que la surface de la terre est définie par le fond solide de ces caractéristiques. La proéminence sèche d'un sommet est égale à sa proéminence humide, sauf si le sommet est le point le plus élevé d'une masse terrestre ou d'une île, ou si son col principal est recouvert de neige ou de glace. Si son col de surface le plus élevé se trouve sur l'eau, la neige ou la glace, la proéminence sèche de ce sommet est égale à sa proéminence humide plus la profondeur de son col submergé le plus élevé.

Comme la Terre n'a pas de sommet plus élevé que le mont Everest , la proéminence de l'Everest est soit indéfinie, soit sa hauteur à partir de la ligne de contour la plus basse. Dans une Terre sèche, la ligne de contour la plus basse serait la structure hydrologique la plus profonde, le Challenger Deep , à 10 924 m de profondeur. La proéminence sèche de l'Everest serait cette profondeur plus la proéminence humide de l'Everest de 8 848 m, soit un total de 19 772 m. La proéminence sèche du Mauna Kea est égale à sa proéminence humide (4 205 m) plus la profondeur de son col submergé le plus élevé (environ 5 125 m). Totalisant 9 330 m, c'est plus grand que n'importe quelle montagne à l'exception de l'Everest. La proéminence sèche de l'Aconcagua est égale à sa proéminence humide (6 960 m) plus la profondeur du col submergé le plus élevé du détroit de Béring (environ 40 m), soit environ 7 000 m.

Il convient de noter que le Mauna Kea est relativement proche de son col principal submergé dans l'océan Pacifique, et que la ligne de contour correspondante qui entoure le Mauna Kea est une zone relativement compacte du fond océanique. Alors qu'une ligne de contour autour de l'Everest à moins de 9 330 m du sommet de l'Everest entourerait la plupart des principaux continents de la Terre. Même en entourant simplement l'Afro-Eurasie, une ligne de contour traverserait le détroit de Béring, avec un col submergé le plus élevé d'environ 40 m, soit seulement 8 888 m sous le sommet de l'Everest. En conséquence, la proéminence du Mauna Kea pourrait être subjectivement plus impressionnante que celle de l'Everest, et certaines autorités l'ont qualifié de plus haute montagne du sommet à la base sous-marine.

La proéminence sèche est également utile pour mesurer les monts sous-marins submergés . Les monts sous-marins ont une proéminence topographique sèche, un isolement topographique et une élévation topographique négative .

Les valeurs de proéminence sont précises à environ 100 m en raison des incertitudes liées aux profondeurs de sondage océanique.