Identification des sites prioritaires pour la quantification de la réserve minérale des pergélisols arctiques : combinaison des approches de laboratoire et SIG

Details

Supervisors

Opfergelt, Sophie ; Vandeuren, Aubry

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement

Abstract

Dans l’hémisphère nord, les environnements de type pergélisol occupent environ 24 % (c’est-à-dire 23 × 10^6 km^2) de la superficie terrestre et concernent majoritairement les cryosols de hautes latitudes. Il y a environ deux fois plus de carbone stocké dans ces sols, comparativement au carbone atmosphérique, ce qui en fait une préoccupation majeure s’il contribuait à renforcer les dérèglements climatiques actuellement constatés sur le globe. La compréhension de la nature du feedback du pergélisol sur le climat nécessite une étude de la fraction minérale présente au sein de ces sols gelés et de son évolution lors du dégel du pergélisol soumis à de fortes perturbations physiques, telles que les dégradations thermokarstiques. Deux sites du pergélisol continu de l’Arctique canadien (Peel Plateau et Cape Bounty, soumis à des perturbations thermokarstiques) ont été étudiés au niveau des concentrations minérales élémentaires totales et libérées en solution. Il ressort de ces études de terrain que le pergélisol profond libère des concentrations de nutriments minéraux en solution qui sont d’un à deux ordres de grandeur plus élevées comparativement aux concentrations libérées par la couche active, et est la source du transfert de sédiment en aval lors de dégradations physiques de type Retrogressive Thaw Slump. Il a aussi été relevé que l’histoire géologique du dépôt, soit les épisodes de dégel subis par le passé, est un facteur déterminant pour le contrôle de la libération des éléments minéraux en solution. Enfin, l’étude a mis en évidence que la libération des nutriments minéraux en solution dépendait du type de perturbation thermokarstique : les évènements ponctuels libèrent de moins grandes concentrations d’éléments que les structures actives annuellement. En prenant en compte les conclusions des études de terrain et des données issues de la littérature, un indicateur du risque de libération potentielle de nutriments minéraux en phase soluble a été proposé. Sa cartographie à l’échelle de l’Arctique indique une superficie d’environ 500 000 km^2 de zone à risque, concernant majoritairement des roches sédimentaires mixtes, et des sédiments non consolidés glaciaires. Ces zones constituent des sites prioritaires pour la quantification de la réserve minérale des pergélisols arctiques, puisqu’elles ont le plus gros potentiel de libération de nutriments minéraux solubles.