Pavillon 520, ch. de la Côte-Sainte-Catherine
520, ch. de la Côte-Sainte-Catherine
Université de Montréal
Montréal
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Le pergélisol des milieux arctiques constitue un important réservoir terrestre de carbone organique. Une perturbation de ces réserves par une dégradation du pergélisol pourrait entrainer des conséquences considérables sur le cycle global du carbone. Le ravinement par thermo-érosion est l’un des processus de dégradation du pergélisol les plus rapides. Il est initié par une infiltration de l’écoulement de surface à l’intérieur de cavités dans la couche active du pergélisol (sinkholes). L’eau qui s’écoule alors sous la surface provoque la formation de tunnels qui évoluent suivant le réseau de coins de glace dans le pergélisol. Les ravins sont créés lorsque le plafond de ces tunnels s’effondre, entrainant ainsi des changements drastiques dans la morphologie du paysage. Une importante quantité de matière est exportée des ravins à mesure que ceux-ci évoluent, provoquant une réorganisation majeure du réseau hydrologique existant. Les nutriments, la matière organique particulaire et dissoute et les sédiments accumulés et emmagasinés dans le pergélisol depuis plusieurs siècles sont relâchés et leur mobilisation soudaine a une influence directe sur la chimie des eaux qui circulent dans les ravins.
L’objectif du projet de recherche est de quantifier les variations spatiales et temporelles des flux de carbone, de nutriments et de sédiments en suspension le long d’un ravin de thermo-érosion actif situé sur une terrasse de polygones à coins de glace de l’île Bylot au Nunavut.
Afin d’identifier ces variations, un échantillonnage quotidien de l’eau du chenal, accompagné de mesures de température, de conductivité électrique, de pH et de vélocité, sera réalisé au cours de l’été 2017 et 2018 le long d’un ravin (13 sites). Des échantillons ont également été prélevés trois fois par jour à l’exutoire du ravin au cours de cette même période afin d’explorer les variations journalières des flux de matière. Les travaux en laboratoire comprennent une analyse des concentrations en carbone organique et azote dissous, une analyse des concentrations en ions, une analyse isotopique ainsi qu’une caractérisation de la matière organique dissoute par fluorescence, ainsi qu’une analyse de la concentration des sédiments en suspension.
Ces analyses permettront de vérifier l’hypothèse selon laquelle un premier pic de concentration en carbone organique dissous, associé à la fonte du couvert nival, a lieu tôt en saison. Ce pic serait ensuite suivi de plusieurs hausses en carbone organique dissous de moindre intensité, à mesure que les têtes du ravin reculent et que la couche active des parois instables s’effondre à l’intérieur du chenal. Les analyses permettront également de vérifier l’hypothèse selon laquelle un délai entre la concentration maximale de sédiments en suspension et le débit maximal sera observé, en raison de la disponibilité restreinte des sédiments induites par la présence de sols gelés et la persistante de glace et de neige dans certaines sections du chenal en début de saison.
Par une analyse rigoureuse des flux de carbone, de nutriments et de sédiments, ce projet de recherche permettra d’approfondir les connaissances existantes sur les impacts concrets de la dégradation du pergélisol par thermo-érosion et une quantification des flux de matières dans l’environnement.