Cryostratigraphie, teneur en carbone, en azote et en eau, ainsi que datations au <sup>14</sup>C de carottes de pergélisol provenant de sites situés dans l'Arctique canadien
Résumé
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.
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.
Citation des données
ADAPT 2016. Cryostratigraphie, teneur en carbone, en azote et en eau, ainsi que datations au <sup>14</sup>C de carottes de pergélisol provenant de sites situés dans l'Arctique canadien, v. 1.0. Nordicana D25, doi: 10.5885/45427AD-06F05740704B4CA3.
Carte de localisation
Collaborateurs
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
Remerciements
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.
Liens Polar Data Catalogue (Métadonnées)
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- CCIN Breeding activity of avian predators on Bylot Island
- CCIN Small mammal monitoring on Bylot Island
- CCIN Plant primary production and goose grazing impact on Bylot Island
- CCIN Breeding activity of geese on Bylot Island
- CCIN Breeding activity of arctic and red fox on Bylot Island
- CCIN Community-based environmental monitoring: Pangnirtung
- CCIN Community-based environmental monitoring: Pond Inlet
- CCIN Vegetation cover data from Daring Lake, NWT
- CCIN Berry Monitoring Experiment in Kugluktuk, NU
- CCIN Community-based environmental monitoring: Umiujaq
- CCIN Erect woody vegetation change analysis in the vicinity of Umiujaq
- CCIN Vegetation data at Alexandra Fiord
- CCIN Thermo-erosion gully GIS in Valley of glacier C-79 on Bylot Island
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- CCIN Differential Global Positionning System
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- CCIN Surface temperature at Beaver Creek
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- CCIN Erect woody vegetation change analysis in the vicinity of Baker Lake
- CCIN Community-based environmental monitoring: Kugluktuk
- CCIN Community-based environmental monitoring: Kangiqsujuaq
- CCIN Community-based environmental monitoring: Kangiqsualujjuaq
- CCIN Community-based environmental monitoring: Iqaluit
- CCIN Berry productivity monitoring: Bylot Island
- CCIN Berry productivity and environmental monitoring: Daring Lake
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- CCIN Microbial methane dynamics in subarctic permafrost thaw lakes (Kuujjuarapik, Nunavik)
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- CCIN Microbial diversity in subarctic permafrost thaw ponds (Kuujjuarapik, Nunavik)
- CCIN Northern Ellesmere Island in the Global Environment (NEIGE)
- CCIN Siliceous algae communities in thermokarst landscapes, Nunavik
- CCIN Planktonic cyanobacteria in permafrost thaw lakes (Whapmagoostui-Kuujjuarapik)
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- CCIN Decomposition of peat and plant material
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- CCIN West river channel overwinter temperature
- CCIN Sediment surface ejections (clay volcanoes), Cape Bounty
- CCIN Modelling carbon fluxes of canadian arctic ecosystems
- CCIN Bacterial diversity in permafrost water tracks, Ward Hunt Island
Historique des versions
-
Version 1.0 (2013–2014)Mise à jour le 16 août 2016
Vous pouvez faire une demande pour obtenir une ancienne version à nordicana@cen.ulaval.ca
Sites de mesure
| Site | Latitude | Longitude | Altitude (m) | Information Forages/<br>Borehole logs | |
|---|---|---|---|---|---|
| Arviat | 61.09793 | -94.11942 | Plus d'info | ||
| Beaver Creek | 62.33624 | -140.83206 | Plus d'info | ||
| BGR (MA) | 56.61639 | -76.22083 | Plus d'info | ||
| Bylot Island | 73.15039 | -80.00474 | Plus d'info | ||
| Churchill | 58.72716 | -93.83666 | Plus d'info | ||
| Daring Lake | 64.86667 | -111.55 | Plus d'info | ||
| Iqaluit | 63.75639 | -68.55583 | Plus d'info | ||
| SAS2 | 55.22615 | -77.69585 | Plus d'info | ||
| Umiujaq | 56.54778 | -76.46194 | Plus d'info | ||
| Ward Hunt Island | 83.05381 | -74.09365 | Plus d'info |
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