Supervision par :

Pascale Roy-Léveillée (Membre régulier)

Description du projet de recherche

La formation, la distribution et les impacts de la glace de sol sur l'évolution du terrain dans les basses terres de la baie d'Hudson, au nord du Manitoba

Introduction:   Le pergélisol continu le plus au sud du Canada se trouve dans les basses terres de la baie d'Hudson (BTBH). Ce pergélisol est susceptible à l’effondrement puisqu’un sol gelé peut tenir plus d’eau en forme de glace qu’il ne peut en tenir dans ses pores une fois dégelé. Les BTBH sont donc vulnérables au dégel du pergélisol et à la fonte de glace du sol entrainés par le réchauffement climatique. Des données préliminaires et des images satellitaires dans les BTBH au sud de Churchill indiquent un terrain riche en glace de sol. Par contre, la carte de glace de sol du Canada (O’Neill et al., 2019), qui a utilisé une reconstruction paléogéographique pour prédire le potentiel de glace au sol au Canada, indique une faible abondance de coins de glace au nord du Manitoba. Les études du pergélisol et de la glace de sol dans les BTBH restent peu nombreuses, ce qui réduit la capacité des communautés dans les BTBH à prévoir et à atténuer les risques associés au dégel du sol.   Objectifs:   La recherche proposée porte sur la distribution et l'évolution du pergélisol et de la glace de sol dans la zone de pergélisol continu des BTBH, avec une attention particulière sur la distribution, la morphologie et le développement des coins de glace. Les objectifs spécifiques de ce projet sont : 1) d'évaluer la distribution spatiale de la glace de sol et son volume, 2) d'élucider les conditions environnementales qui ont favorisé la croissance des coins de glace dans les BTBH, et 3) de développer un modèle conceptuel de la formation et de la dégradation du pergélisol et de la glace de sol.   Sites d'études:   La recherche sera menée à partir de Churchill jusqu’à Herchmer, MB, le long du chemin de fer de la baie d'Hudson sur un transect de 165 km. Ce transect nord-sud traverse la zone continue du pergélisol jusqu’à sa limite sud près de Herchmer. Des sites d'étude ayant différentes conditions de glace seront sélectionnés à partir d'images satellitaires et d'observations in situ, et incluront des palses, des plateaux tourbeux, et des polygones de coins de glace qui semblent intacts (potentiellement actifs) ou qui démontrent des signes de dégradation et d’effondrement de surface.   Matériel et méthodes:   Pour évaluer la distribution et l'état actuel du pergélisol et de la glace au sol, une combinaison d'imagerie satellitaire, d'imagerie par drone, de méthodes géophysiques et de forage pour l'extraction de carottes de pergélisol sera utilisée. Des capteurs de température du sol seront installés à la surface du sol et du pergélisol pour enregistrer leur température. Pour élucider les processus reliés au développement du pergélisol et des coins de glace, une datation au radiocarbone du carbone organique dissous dans la glace de sol sera exécutée. Les concentrations géochimiques et les isotopes stables de l'eau seront analysés pour déterminer la source de glace. Un modèle conceptuel qui expliquera les processus de formation et de dégradation du pergélisol et de la glace de sol sera développé à partir des résultats obtenus dans les objectifs 1) et 2), avec des modèles existants sur la dégradation prévue du pergélisol dans les BTBH (e.g., NEST, appliqué à Wapusk, MB) (Zhang et al., 2012).   Références O'Neill, H. B., Wolfe, S. A., & Duchesne, C. (2019). New ground ice maps for Canada using a paleogeographic modelling approach. The Cryosphere, 13(3), 753-773. doi: 10.5194/tc-13-753-2019 Zhang, Y., Li, J., Wang, X., Chen, W., Sladen, W., Dyke, L., . . . Burn, C. R. (2012). Modelling and mapping permafrost at high spatial resolution in Wapusk National Park, Hudson Bay Lowlands. Canadian Journal of Earth Sciences, 49(8), 925-937. doi: 10.1139/e2012-031

Coordonnées des sites de recherche