Cryostratigraphie, teneur en carbone, en azote et en eau, ainsi que datations au ¹⁴C de carottes de pergélisol provenant de sites situés dans l'Arctique canadien

L'aménagement du territoire dans l'Arctique nécessite une connaissance des propriétés thermiques et géotechniques du pergélisol, afin d'adopter les types de fondations appropriés aux conditions du pergélisol. Les propriétés physiques du pergélisol sont également utilisées comme variables pour le paramétrage des modèles thermiques et de prédiction de tassements dû au dégel.

Ces séries de données ont été obtenues conformément au protocole de forage du pergélisol ADAPT. Pour les sites plus au sud, les deux premiers mètres de pergélisol, ne comprenant pas la couche active, ont été échantillonnés. Toutefois, aux latitudes plus élevées de la zone de pergélisol continu, forer dans le pergélisol peut devenir plus difficile. Dans de tel cas, seul le premier mètre a été échantillonné. Chacun des sites ADAPT comportait deux sous-sites. À chacun des sous-sites, deux trous ont été forés à partir de la base d'un des trois sous-sites préalablement utilisés lors de l'échantillonnage de la couche active (pour un total de 4 forages par site ADAPT).

Les carottes congelés ont été récupérés pour l'analyse des propriétés physiques (cryostructure et teneur volumétrique en glace, teneur en eau, analyses granulométriques, tests de laboratoire pour les mesures de conductivité thermique) et la teneur en carbone. Les extrémités de chaque carottes (dont la longueur maximale est de 30 cm, fournissant un minimum de 4 sous-échantillons par 30 cm) ont été sous-échantillonné pour le C / H / N. Tous les échantillons de pergélisol ont été analysés au laboratoire de radiochronologie du Centre d'études nordiques (CEN), où la masse totale du carbone (C), de l'azote (N) et de l'hydrogène (H) ont été obtenues par combustion en utilisant un LECO CHN628 Elemental Analyzer. Les échantillons ont été 1) pesés (avec les cylindres en acier inoxydable) pour déterminer la masse volumique apparente du sol, puis 2) séchés et pesés de nouveau pour déterminer la teneur en eau, et 3) broyés et mélangés en utilisant un mortier et un pilon avant qu'un sous-échantillon soit prélevé et analysé. La datation ¹⁴C conventionnelle et la préparation des échantillons pour la datation ¹⁴C-AMS ont été fait au laboratoire de radiochronologie du CEN alors que la datation ¹⁴C-AMS a été faite au laboratoire de radiochronologie de l'University of California à Riverside.

Les analyses cryostratigraphiques ont été réalisées en numérisant les échantillons de pergélisol à l'aide d'un scanneur tomodensitométrique à rayon X (Siemens Somatom 64) appartenant à l'Institut national de la recherche scientifique à Québec. Le CT-Scan est un outil non destructif (l'intégrité de l'échantillon est préservée) utilisé pour déterminer les propriétés physiques du pergélisol sur des échantillons non perturbés. Les carottes de pergélisol ont été numérisées à tous les 0,6 mm sur toute leur longueur. En fonction du diamètre de l'échantillon (100 mm), la résolution du voxel (pixel tridimensionnel) est de 0,2 x 0,2 mm. Une discrétisation des différentes valeurs de densité tomographique (IT) a permis de différencier et délimiter les composantes du pergélisol (glace, air, sol) pour ensuite évaluer la fraction volumique occupée par ces différentes composantes à l'aide d'un script MATLAB.

Les données cryostratigraphiques, de carbone, d'azote, de teneur en eau et des datations ¹⁴C proviennent de 9 sites différents : Arviat, Beaver Creek, Daring Lake, Vallée-des-Trois (VDT- Umiujaq), BGR (Umiujaq), SAS (Kuujjuarapik), l'île Ward Hunt Island, l'île Bylot et Churchill. Pour plus de détails sur les protocoles ADAPT, visitez le site web ADAPT.

Allard, Michel (Centre d'études nordiques, Université Laval)

Lemay, Mickaël (ArcticNet/Centre d'études nordiques, Université Laval)

Fortier, Daniel (Université de Montréal)

Grogan, Paul (Queen's University)

Berteaux, Dominique (Université du Québec à Rimouski)

Burn, Christopher (Carleton University)

Doré, Guy (Centre d'études nordiques, Université Laval)

Gauthier, Gilles (Centre d'études nordiques, Université Laval)

Grant, Robert (University of Alberta)

Henry, Greg (University of British Colombia)

Lamoureux, Scott (Queen's University)

Lévesque, Esther (Université du Québec à Trois-Rivières)

Pienitz, Reinhard (Centre d'études nordiques, Université Laval)

Roulet, Nigel (McGill University)

Vincent, Warwick F. (Centre d'études nordiques, Université Laval)

Wolfe, Brent (Wilfrid Laurier University)

L'équipe ADAPT aimerait remercier tous étudiants diplômés ADAPT, les assistants de de terrain et de recherche des 15 laboratoires ADAPT ainsi que de nombreux proches collaborateurs qui ont contribué à la base de données CHN en appliquant les protocoles standard dans tout l'Arctique canadien. Un merci tout spécial aux assistants de recherche du CEN, Jonathan Roger, Andrée-Sylvie Carbonneau, Denis Sarrazin, Emmanuel L’Hérault, Guillaume Labrecque, Ariane Beauféray-Marais et Luc Cournoyer pour leur aide précieuse dans la gestion des échantillons et des données.

Nordicana D21 - Teneur en carbone, en azote et en eau de la couche active de sites situés dans l'Arctique canadien / Carbon, nitrogen and water content of the active layer from sites across the Canadian Arctic

CCIN 622 - Bylot Island Climatic Database

CCIN 623 - Breeding activity of avian predators on Bylot Island

CCIN 624 - Small mammal monitoring on Bylot Island

CCIN 625 - Plant primary production and goose grazing impact on Bylot Island

CCIN 710 - Breeding activity of geese on Bylot Island

CCIN 711 - Breeding activity of arctic and red fox on Bylot Island

CCIN 1510 - Community-based environmental monitoring: Pangnirtung

CCIN 1511 - Community-based environmental monitoring: Pond Inlet

CCIN 1870 - Vegetation cover data from Daring Lake, NWT

CCIN 1871 - Berry Monitoring Experiment in Kugluktuk, NU

CCIN 9817 - Community-based environmental monitoring: Umiujaq

CCIN 9818 - Erect woody vegetation change analysis in the vicinity of Umiujaq

CCIN 10011 - Vegetation data at Alexandra Fiord

CCIN 10483 - Thermo-erosion gully GIS in Valley of glacier C-79 on Bylot Island

CCIN 10597 - Soil temperature and moisture recordsnear Daring Lake

CCIN 10615 - Beaver Creek experimental site cryofacies

CCIN 11164 - Beaver Creek permafrost cores CT-scans

CCIN 11165 - Differential Global Positionning System

CCIN 11166 - Beaver Creek experimental site geophysical data

CCIN 11167 - Beaver Creek experimental site snow data

CCIN 11168 - Beaver Creek experimental site soil properties

CCIN 11169 - Surface temperature at Beaver Creek

CCIN 11229 - Impact of gully formation on wetland vegetation on Bylot Island

CCIN 11239 - Erect woody vegetation change analysis in the vicinity of Baker Lake

CCIN 11241 - Community-based environmental monitoring: Kugluktuk

CCIN 11242 - Community-based environmental monitoring: Kangiqsujuaq

CCIN 11244 - Community-based environmental monitoring: Kangiqsualujjuaq

CCIN 11245 - Community-based environmental monitoring: Iqaluit

CCIN 11246 - Berry productivity monitoring: Bylot Island

CCIN 11247 - Berry productivity and environmental monitoring: Daring Lake

CCIN 11669 - Hydrology, limnology, and biogeochemistry of thermokarst lakes in Wapusk National Park

CCIN 11670 - Microbial oxygen dynamics in subarctic permafrost thaw lakes (Kuujjuarapik, Nunavik)

CCIN 11671 - Microbial methane dynamics in subarctic permafrost thaw lakes (Kuujjuarapik, Nunavik)

CCIN 11672 - Metazoan dynamics in subarctic permafrost thaw lakes (Kuujjuarapik, Nunavik)

CCIN 11673 - Microbial diversity in subarctic permafrost thaw ponds (Kuujjuarapik, Nunavik)

CCIN 11674 - Northern Ellesmere Island in the Global Environment (NEIGE)

CCIN 11676 - Siliceous algae communities in thermokarst landscapes, Nunavik

CCIN 11679 - Planktonic cyanobacteria in permafrost thaw lakes (Whapmagoostui-Kuujjuarapik)

CCIN 11681 - Adaptation of transportation infrastructure on thaw sensitive permafrost

CCIN 11684 - Ground temperatures from Herschel Island, Yukon

CCIN 11685 - Net ecosystem exchange (NEE) of a permafrost

CCIN 11686 - Structure and function of the plant community

CCIN 11687 - Decomposition of peat and plant material

CCIN 11690 - West River spatial catchment stream sediment and water isotope and chemistry

CCIN 11691 - West river channel overwinter temperature

CCIN 11692 - Sediment surface ejections (clay volcanoes), Cape Bounty

CCIN 11693 - Modelling carbon fluxes of canadian arctic ecosystems

CCIN 11694 - Bacterial diversity in permafrost water tracks, Ward Hunt Island

Publié

Version 1.0 (2013-2014) - Mise à jour le 16 août 2016

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