Volume 33, Number 3-4, 1979 Le pergélisol au Québec — Labrador Guest-edited by James T. Gray

EN:

The recent history of mapping permafrost distribution in Labrador-Ungava is reviewed and an attempt is made to assess the accuracy of the most recent maps. Relationships between ground temperature and other environmental conditions are then discussed. These two introductory sections provide the basis for the main objective of the paper. A hypothesis of permafrost development is elaborated and rests upon two considerations: (1) that much of Labrador-Ungava is underlain by permafrost which is in approximate equilibrium with present-day conditions and that its distribution is largely controlled by vegetation cover rather than regional variations in climate, and (2) that patches of relic permafrost have been found widely throughout the southern section of the peninsula. It is proposed that, following disintegration and melt of the last ice sheet, permafrost developed over wide areas before tree species were able to migrate northwards. As the forest cover-types began to occupy areas comparable to those so occupied today ground thermal characteristics changed. This was caused not only by the direct effects of forest invasion but by the impact of the forest on the winter snow cover. As conditions more nearly approached those prevailing today, degradation of permafrost set in and the present relic patches are air that remains of this process. The hypothesis is supported by recent progress in palynological and vegetational history studies. These demonstrate that a tundra phase existed for 1000 to 2000 or more years between the time of ice sheet disappearance and establishment of the forest cover.

FR:

L’évolution du pergélisol au Labrador-Ungava : une hypothèse historique. Dans cet article, on retrace d’abord l’évolution récente de la cartographie de cette région, puis on tente de vérifier l’exactitude des dernières cartes produites. On discute ensuite des relations entre la température du sol et les diverses caractéristiques du milieu. À partir de ces prémisses, on élabore une hypothèse de l’évolution du pergélisol qui repose sur deux observations : 1) la plus grande partie du territoire du Labrador-Ungava est occupée par un pergélisol généralement en équilibre avec les conditions actuelles; 2) les zones de pergélisol relique sont nombreuses dans la partie méridionale de la péninsule. On croit donc qu’après la fonte du dernier inlandsis, le pergélisol a pu occuper de grands espaces avant la migration d’espèces arboréennes vers le nord. Puis les conditions thermiques du sol se sont modifiés à mesure que le couvert forestier s’installait. Ces changements ne sont pas uniquement le résultat direct de l’afforestation, mais aussi de la présence d’un épais couvert nival en forêt, là où la toundra était autrefois balayée par le vent. Le processus de dégradation du pergélisol a été d’autant plus actif que les conditions ressemblaient à celles qui prévalent aujourd’hui. Les lambeaux reliques résultent de ce processus. Cette hypothèse s’appuie sur les résultats de recherches en palynologie et en histoire de la végétation. Ceux-ci attestent que la toundra a occupé le territoire pendant au moins 1000 à 2000 ans après le retrait de l’inlandsis et avant l’afforestation.

DE:

Die unmittelbare Geschichte der Darstellung der Dauerfrostverteilung in Labrador-Ungava, wird nachgeprüft und man macht einen Versuch, die Präzision der neuesten Karten einzuschätzen. Die Beziehungen zwischen der Bodentemperatur und anderen Umweltsverhältnissen werden anschliessend besprochen. Diese beiden einleitenden Teile bilden die Grundlage fur das Hauptziel dieses Artikels. Eine Hypothèse der Dauerfrostentwicklung wird ausgearbeitet und beruht auf zwei Überlegungen: 1) Dass fast ganz Labrador-Ungava von Dauerfrost unterlegt ist, welcher in ungefährem Gleichgewicht mit den heutigen Verhältnissen ist, und dass seine Verteilung grösstenteils durch die Vegetationsdecke vielmehr als durch régionale Klimavariationen bestimmt wird. 2) Dass in den südlichen teilen der Halbinsel heufig alte Dauerfrostflecken gefunden werden. Es wird angenommen, dass sich Dauerfrost als Folge des Schmelzens der Eisdecke entwickelte, ehe Baume sich nordwärts ansiedeln konnten. Der thermale Bodenkarakter hatte sich verändert, ehe die Walddeçke ihre, der heutigen vergleichbare, Ausdehnung einnahm. Dies war nicht nur auf die unmittelbaren Folgen der Bewaldung zurückzuführen, sondern auch auf den Einfluss des Waldes auf die Schneedecke im Winter. Als die Verhältnisse sich den heutigen näherten, setzte eine Degradierung des Dauerfrostes ein und die heutigen alten Flecken sind ailes was von diesem Vorgang ubrig bleibt. Die Hypothese wird von neuzeitigen Erkenntnissen in polinologischer und pflanzlicher Geschichte unterstützt. Diese bezeugen, dass es vor 1000-2000 Jahren, zwischen der Zeit des Verschwindens der Eisdecke und der Bewaldung eine Tundraphase gegeben hat.

EN:

In cooperation with mining companies, temperature data are being acquired at several sites in the Cape Smith — Wakeham Bay Belt of Northern Québec. Cables, containing up to twenty thermistors, are lowered into exploratory diamond-drill holes upon completion, and allowed to freeze in place. Three temperature profiles at Asbestos Hill yield low geothermal gradients; thermal conductivities of core are moderate to low and hence low values of the terrestrial heat flow are observed. Extrapolating temperature profiles to greater depths gives a permafrost thickness of at least 540 m. The uncorrected terrestrial heat fluxes calculated for the shallow holes are about 2/3 that of the lower section of the deeper hole. Such contrast in heat flow is used to develop a simple model of surface temperature history for the area for the past 85 000 years. Using this geothermal data, engineering estimates may be made of such parameters as maximum active layer thickness and thaw penetration of both open pit walls and underground drifts.

FR:

Depuis plusieurs années, le Service d'études géothermiques, en collaboration avec des compagnies minières, fait la cueillette de mesures de température dans plusieurs sites de la région des collines de Povungnituk, entre le cap Smith et la baie de Maricourt. On introduit, dans des trous de forage, des câbles contenant jusqu’à vingt thermistors, puis on les abandonne au froid. À la colline de l’Amiante, trois profils thermiques présentent des gradients géothermiques peu élevés; la conductivité thermique des carottes étant de moyenne à basse, il en résulte un faible flux de chaleur terrestre. En extrapolant les profils thermiques à de plus grandes profondeurs, on est parvenu à évaluer l’épaisseur du pergélisol à au moins 540 m. Les taux non corrigés des flux de chaleur terrestre provenant des trous de forage peu profonds représentent les deux tiers de ceux des parties inférieures des trous plus profonds. Ces différences de calcul entre les flux de chaleur sert à l’élaboration d'un modèle simple de reconstitution des variations de températures de surface depuis 85 000 ans dans la région. Les données géotechniques permettent le calcul de certains paramètres tels que l’épaisseur maximale de la couche active et l’ampleur du dégel dans les murs de mines à ciel ouvert ou de galeries souterraines.

DE:

In Zusammenarbeit mit Bergwerksgesellschaften werden Temperatur Daten von verschiedenen Orten in dem Cape SmithWakeham Bay Gürtel in Nord-Quëbec gesammelt. Kabel, die bis zu zwanzig thermistoren enthalten, werden in ProbeBohrlöcher versenkt und dort festfrieren gelassen. Drei Temperaturprofile aus den Asbestos Hills ergeben schwache geothermale Kurven, die thermalen Leitungen der Kerne sind modërät bis schwach und daher sind schwache Werte des Erd-Wärme-Flusses beobachtet worden. Extrapolation der Temperaturprofile auf grössere Tiefen ergibt eine Dicke des Dauerfrostes von mindestens 540 m. Die unkorrigierten Erd-Wärme-Bewegungen, fur die flachen Löcher errechnet, betragen ungefähr zwei Drittel der Sektion der tieferen Löcher. Solche Kontraste im Wärmefluss werden zur Entwicklung von einfachen Modellen der Oberflächentemperatur Geschichte der Gegend fur die vergangenen 85,000 Jahre benutzt. Der Gebrauch dieser Daten, erlaubt Ingenieuren das Vorhersagen auf solchen Gebieten wie Höchstdicke der Tauzone und Tautiefe in offenen Gruben und unterirdischen Gräben.

FR:

Nos études sur les températures souterraines au lac Jourdan, près de la côte du sud-ouest de la baie d’Ungava, révèlent l’existence d’un pergélisol continu dans cette zone de toundra forestière située entre 85 et 300 m d’altitude. Il atteint une profondeur maximale d’environ 200 m sur le plateau, à la limite septentrionale de la forêt. Le pergélisol n’est pas relique, mais en équilibre avec le climat actuel. Les fluctuations observées dans les profils thermiques peuvent être dues aux changements séculaires du climat ou aux flux de chaleur latéraux provoqués par les différences d’épaisseur du couvert nival de cette région très accidentée. Les profils thermiques détaillés des couches de sédiments meubles et de la roche en place, proche de la surface, ont permis de suivre l’évolution du dégel dans un bon nombre de sites représentatifs des divers terrains de la région. En 1978, cette évolution est relativement linéaire entre la mi-juin et la mi-août. Une corrélation entre les mesures de la profondeur du dégel transformées logarithmiquement et les degrés-jour au-dessus de 0°C, accumulés pour les dates correspondantes, nous a permis d’évaluer les positions du front du dégel, ainsi que l’épaisseur de la couche active à la toute fin de la saison estivale. Ces mesures se situent entre un minimum de 0,5 m pour les tourbières et un maximum de 6 m pour la roche en place et les champs de blocs, avec plusieurs seuils intermédiaires, selon la nature du terrain.

EN:

In the Lac Jourdan area, situated in the forest tundra zone to the south west of Ungava Bay, at altitudes of 85 to 300 m, permafrost is universally present in terrestrial situations. It is contemporary in nature and attains a maximum thickness of approximately 200 m on the rugged plateau, slightly above the treeline. Fluctuations observed in deep temperature profiles may be due to recent climatic changes, and/or to a lateral heat flux caused by contrasting snow accumulation patterns at the rugged terrain surface. The evolution of the thaw front throughout the summer of 1978 was studied for a number of sites, representative of the range of terrain types in the area. The rate of thaw penetration proved to be remarkably constant, and a good linear relationship was established between the logarithmic transformations of two variables, viz. the successive depths of the thaw front and the cumulative totals for thawing degree days at screen level at the Fort-Chimo weather station for corresponding dates. This relationship was then used in a predictive sense to establish the maximum thawing depths for the season, and hence, reasonable values for the thickness of the active layer in the region. Values for the latter range from a minimum of 0.5 m for organic terrains, up to a maximum of 6 m for exposed bedrock or boulder fields.

DE:

In der Jourdan-See Gegend, in der Wald-Tundra Zone südwestlich der Ungava Bay, bei Höhen von 85-300 m ist Dauerfrostboden überall vorhanden. Er gehört der Gegenwart an und erreicht auf der rauen Hochebene über der Baumlinie eine maximale Dicke von ungefähr 200 m. Die beobachteten Schwankungen in Tieftemperatur-profilen können entweder auf unlängst entstandene Klimaveränderungen zurückzuführen sein und/oder auf seitliche Wärmeströmungen, die durch kontrastierende Schneeanhäufungen auf der rauhen Erdoberfläche entstanden sind. Die Entwicklung der Taufront wärend des Sommers 1978 wurde für mehrere Orte beobachtet die in ihrer Auswahl den verschiedenen Erdoberflächentypen der Gegend entsprachen. Die Taubodendicke zeigte sich erstaunlich konstant und ein gutes lineares Verhältnis zwischen logarhytmischen Transformationen von zwei Varianten, d.h. die fortgesetzten Tiefen der Taufront und die Gesamtzahlen für die «Tau-Grad-Tage» fur die entsprechenden Daten an der Fort Chimo Wetterstation wurde entdeckt. Dieses Verhältnis wurde anschliessend in einem vorhersagenden Sinne benutzt um eine maximale Tautiefe fur die Saison zu ermitteln und dadurch angemessene Werte für die Dicke des Taubodens der Gegend zu erhalten. Diese Werte erstrecken sich von einem Minimum von 0.5 m für organische Bödem bis zu einem Maximum von 6 m fur ausgesetzte Felsen order Felsenmeere.

EN:

Specially detailed studies of permafrost have developed at Schefferville because of the availability of long term data and the economic stimulus of the effect of permafrost on the iron mines. Knowledge of the three dimensional distribution of permafrost has been greatly expanded and energy budget studies have given confidence to many aspects of interpretation. Although the mean annual temperatures are -5 to -6.5°, large areas remain free of permafrost due to the winter insulation provided by deep snow which accumulates where snow drifting is subdued (e.g. in woodland). There are large year to year variations of frozen ground temperature in the upper 25 m (due to variations of snow conditions) and active layer depth (related to variations of summer weather conditions). Suprapermafrost groundwater movement is often concentrated along specific channels and transported heat causes very deep active layers (up to 12 m) or even maintains unfrozen zones (up to 30 m). On simple sites the active layer is primarily related to % vegetation cover, with mean depth ranging from 2.3 m under 100% vegetation to 3.6 m under bare ground. Considerable effort has been devoted to quantifying snow data for permafrost prediction and good results have been obtained from quanti-titavely relating ground temperatures to snow and a simulated groundwater measure. The permafrost is generally in balance with the present climate and new permafrost has developed in mine waste dumps.

FR:

On a pu entreprendre, dans cette région, des études particulièrement détaillées grâce à l’existence de données sur une longue période et de l’importance de ces études sur les mines de fer. Les connaissances sur la répartition tri-dimensionnelle du pergélisol se sont grandement accrues, et les études du bilan thermique ont permis une meilleure interprétation générale des données. Malgré une température moyenne annuelle de -5 à -6,5° C, de vastes espaces demeurent non pergélisolés grâce au pouvoir isolant de la neige (dans les boisés notamment). La température du sol varie considérablement dans les 25 premiers mètres (suivant l’épaisseur du couvert nival) ainsi que l’épaisseur du mollisol (suivant les températures estivales). La circulation de l’eau souterraine se fait le long de canaux particuliers, et le transfert de chaleur ainsi provoqué permet le développement d’épaisseurs considérables de mollisol (jusqu'à 12 m) et même de taliks (jusqu’à 30 m). Dans les sites, où il n’y a pas de circulation souterraine, l’épaisseur du mollisol dépend de la densité du couvert végétal, l’épaisseur moyenne étant de 2,3 m lorsque la couverture est totale et de 3,6 m sous un sol dénudé. Beaucoup d’efforts ont été consacrés à la quantification des données afin d’en arriver à une meilleure interprétation des caractéristiques du pergélisol; les résultats obtenus sont intéressants. On en conclut que le pergélisol est habituellement en équilibre avec le climat actuel.

DE:

Eingehende Forschungen des Dauerfrostes haben sich in Schefferville auf Grund der Verf ügbarkeit von «long term» Daten und des wirtschaftlichen Anreizes, den die Folgen des Dauerfrostes auf die Eisenminen haben, entwickelt. Die Kentnisse der dreidimensionellen Verteilung des Dauerfrostes haben sich sehr verbreitet, und Studien des Energie-budgets haben sich auf viele Aspekte der Interpretation verlassen. Obgleich die jährlichen Mitteltemperaturen bei -5 bis -6,5°C liegen, bleiben grosse Gebiete auf Grund der Winterisolation der dicken Schneedecke, die sich dort ansammelt wo Schneetreiben verhindert ist (Waldland) dauerfrostfrei. Die Bodenfrosttemperaturen der oberen 25 m, (auf Grund der Variationen der Schneeverhältnisse) sowie die Tiefe der Auftauzone (von den sommerlichen Wet-terverhältnissen abhängig) zeigen grosse jährliche Veränderungen. Superdauerfrost-Grundwasser-Bewegungen sind oft um spezifische Kanäle konzentriert und transportierte Wärme verursacht sehr tiefe Auftauzonen (bis zu 12 m) oder erhält sogar ungefrorene Zonen (bis zu 30 m). In einfachen Gebieten ist die Auftauzone hauptsächlich in Verbindung mit dem % satz der Vegetationsdecke, mit durchschnittlicher Tiefe von 2.3 m bei 100% Vegetation und 3.6 m unter kahlem Boden. Beträchtliche Bemuhungen wurden gemacht, die Schneemengen einzuschätzen, um Dauerfrostvorhersagen machen zu konnen, und gute Resultate wurden durch Mengenvergleiche zwischen Bodentemperatur und Schnee und einer simulierten Grundwassermessung erreicht.

EN:

The distribution of permafrost in the southern part of the discontinuous zone in Québec and Labrador is described. At the southern limit of this subzone islands of permafrost vary in extent from a few tens of square metres to several hectares and in thickness from a few centimetres to a metre or so. Northward to the middle of the discontinuous zone permafrost becomes increasingly widespread reaching a thickness exceeding 100 metres. Permafrost occurs mainly in peatlands, on some north facing slopes and above treeline on mountain summits. The relationships of permafrost distribution to climatic and terrain factors, including air temperature, vegetation, drainage and snow cover are discussed, the last being particularly important. The paper concludes with an analysis of some prominent air photo patterns.

FR:

Au sud de la zone de pergélisol discontinu, la superficie des îlots de pergélisol varie entre quelques dizaines de mètres carrés et plusieurs hectares et l’épaisseur du pergélisol se situe entre quelques centimètres et environ un mètre. En se dirigeant vers le nord, jusqu’au centre de la zone discontinue, le pergélisol devient plus dense et son épaisseur dépasse la centaine de mètres. Le pergélisol se manifeste surtout dans les tourbières, sur les versants exposés au nord et sur les sommets au-dessus de la limite arboréenne. Il est ensuite question des relations entre la répartition du pergélisol et les caractéristiques du climat et du terrain telles la température de l’air, la végétation, les conditions de drainage et l’épaisseur de la neige, ce dernier aspect étant particulièrement important. L’étude se termine par une analyse des traits saillants de quelques photos aériennes.

DE:

Die Verteilung des Dauerfrostes im sudlichen Teil der Unterbrochenen Zone in Quëbec und Labrador ist beschrieben. An der Südlichen Grenze dieser Subzone finded man Insein von Dauerfrost die im Durchmesser von wenigen Quadratmetern bis zu mehreren Hektaren varieren und wo er von wenigen Zentimetern bis zu ungefähr einem Meter dick ist. Weiter nördlich in der Mitte der unterbrochenen Zone wird der Dauerfrost immer häufiger und erreicht mehr als 100m Dicke. Dauerfrost kommt hauptsächlich in Mooren vor, an einigen Nordhangen und über der Baumlinie auf Berggipfeln. Die Beziehungen zwischen Dauerfrostverteilung und klimatischen und landschaftlichen factoren, einschliesslich Lufttemperaturen, Vegetation, Entwässerung und Schneedecke werden behandelt, die letztere ist von besonderer Wichtigkeit. Die Studienarbeit schliesst mit der Analyse einiger wichtiger Luftbildstrukturen.

FR:

Quelques forages profonds effectués par l’Hydro-Québec dans la région du bassin de la grande rivière de la Baleine ont permis de découvrir une zone de pergélisol discontinu. Près de la côte est de la mer d’Hudson, les sommets dénudés, culminant à 200 m d’altitude en moyenne, sont très exposés aux fluctuations extrêmes des températures saisonnières; dans un des trous, un noyau gelé apparaît jusqu'à une profondeur de 139 m. La mesure directe des couches de glace dans les trous de forage montre l’existence de deux couches gelées, nettement séparées l’une de l’autre par une couche non gelée. La couche près de la surface est due au gel saisonnier, tandis que la couche profonde représente vraisemblablement un pergélisol relique. Cependant, à un dizaine de kilomètres plus au nord, un forage profond effectué dans un massif présentant des conditions semblables n’a révélé la présence d’aucune zone gelée. Près du rivage, à basse altitude, le pergélisol semble être absent. À l’intérieur des terres, dans deux sites éloignés de 150 et 200 km de la côte, il n’y a pas de pergélisol bien que leur altitude soit supérieure (300 et 400 m); cette absence est attribuée à l’épaisseur du couvert nival. Les conditions moins brumeuses durant les mois d’été, pour la zone éloignée de la côte, contribuent elles aussi à maintenir un régime thermique plus positif à l’intérieur du bassin.

EN:

Data gathered as a result of the re-opening of deep drill holes in the Great Whale River Basin, confirm the selective presence of permafrost in the region. Close to the east coast of Hudson Bay, the wave washed bedrock summit at 200 m are exposed to extreme fluctuations of seasonal temperatures, and permafrost was encountered to a maximum depth of 139 m at one site. A succession of ice and water layers in several of the holes suggests that the permafrost is separated from the active layer, and that it is probably relic. The discontinuous nature of this permafrost is emphasised by the fact that on a similar exposed hill-top, 10 km to the north, no ice layers were located in a deep drill hole. At low altitudes in the coastal zone, and at two sites at quite high altitudes (circa 300 m), but 125 to 200 km inland from the coast, permafrost also appears to be absent. This absence may be attributed to a thicker snow cover at these sites, and, in the case of the inland sites, to a much higher radiative influx in the summer, associated with a comparatively low incidence of summer fog Thermocouple measurements made in the drillholes are not yet sufficiently precise to permit a more detailed interpretation of the ground temperature regime in the area

DE:

Als Resultat der Wiederöffnung von tiefen Bohrlöchern im Becken des Grande-Baleine Flusses, wurden Daten gesammelt, welche eine selektive Gegenwart von Dauerfrost bestätigen. Nahe der Ostküste der Hudson-Bay, sind die 200 m hohen Gipfel des von Wellen gewaschenen Felsens extremen Temperaturveränderungen ausgesetzt, und Dauerfrost wurde an einem Ort bis zu 139 m gefunden. Eine Folge von Eis- und Wasserschichten in einigen der Löcher, deutet auf eine Trennung des Dauerfrostes von der Tauzone, und weist darauf hin, dass es sich wahrscheinlich um Restdauerfrost handelt Die Unterbrechung im Dauerfrost wird durch den Mangel an Eisschichten in einem tiefen Bohrloch, an einem ähnlichen Ort 10 km nördlich unterstrichen. Im Kustentiefland, und an zwei ziemlich hoch gelegenen Orten (ca 300 m), aber 125-200 km landeinwärts, gibt es keinen Dauerfrost. Dieser Mangel ist auf eine dickere Schneedeck dort, und im Falle der Inlandsitze, einem viel h öheren Radiationseinfluss im Sommer verbunden mit verh ältnismassig wenig Sommernebel zurückzuführen. «Thermocouple» — messungen die in den Bohrlöchern vorgenommen wurden sind noch nicht ausreichend präzis um eine detaillierte Interpretation der Bodentemperaturverhältnisse der Gegend zu gestatten.

EN:

Ground temperature studies, begun in 1977, revealed the presence of permafrost at the summit of Mont Jacques-Cartier (1270 m), in Gaspésie. Temperature profile data to a depth of 30 m in a drill hole indicates an active layer slightly thicker than 5.75 m, overlying a permafrost body extending beyond the base of the hole. Downward extrapolation of the profile, based on heat flow data and thermal conductivity measurements show that this permafrost body is from 45-60 m thick. That the permafrost is contemporary is indicated by the proximity of the permafrost table to the surface, by the low mean annual air temperature for the site (-3°C to -5°C), and by the lack of a thick insulative blanket of snow in the winter. A mean annual ground surface temperature of -1°C to -1.5°C is estimated for the site. The Mont Jacques-Cartier data enabled a regional lower limit of 1,000 — 1,100 m to be established for extensive permafrost in the Chic-Chocs Mountains in treeless exposed situations. A limited amount of ground temperature data from Mont Logan and Mont Albert tends to confirm the validity of this regional limit, which was then used, in association with our knowledge of the vegetation cover, to map the distribution of extensive permafrost bodies for the entire eastern Chic-Chocs Mountains. Although not observed in this study, permafrost may exist below this regional limit, in either coarse debris accumulations, or in organic terrains at high altitudes subject to sufficiently thick accumulations of peat

FR:

Les études sur la température du sol, entreprises en 1977, ont révélé la présence d’un pergélisol au sommet du mont Jacques-Cartier (1270 m). Le profil thermique, dressé à partir d'un trou de forage d’une profondeur de 30 m, démontre qu’une couche active épaisse de 5,75 m recouvre un pergélisol plus profond que le trou de forage. Basée sur les calculs de flux de chaleur et les mesures de conductivité thermique, l’extrapolation du profil thermique à une plus grande profondeur évalue l’épaisseur du pergélisol de 45 à 60 m. La contiguïté du niveau supérieur du pergélisol et de la surface, la température moyenne annuelle du site (-3 à -5°C) et l’absence d’un couvert nival épais témoignent de la contemporanéité du pergélisol. La température moyenne annuelle du sol est de -1 à -1,5°C. Les études faites sur le mont Jacques-Cartier permettent de fixer la limite inférieure du pergélisol continu à 1000-1100 m d’altitude dans les Chic-ChoCs, là où il n’y a pas d’arbres. Un petit nombre de mesures de température du sol au mont Logan et au mont Albert attestent la valeur de cette limite régionale. Jointes à nos connaissances du couvert végétal, ces quelques mesures ont également servi à faire la cartographie de la répartition des masses importantes de pergélisol de la partie orientale des Chic-Chocs. Le pergélisol peut aussi exister en-dessous de cette limite régionale, dans des accumulations de débris grossiers ou dans des terrains organiques élevés où la tourbe peut facilement s’accumuler.

DE:

Bodentemperaturmessungen, 1977 begonnen, haben das Vorhandensein von Dauerfrost auf dem Gipfel des Mont Jacques-Cartier (1270 m) in der Gaspësie verraten. Temperaturprofil Daten bis zu einer Tiefe von 30 m in einem Bohrloch zeigen, dass die Auftauzone wenig mehr als 5,75 m beträgt, sie liegt auf einem Dauerfrostkörper, der die Tiefe des Loches an Dicke übersteigt. EineTiefenextrapolation des Profils, auf Wärmeflussdaten und Wärmeleitungsmessungen begründet zeigen, dass dieser Dauerfrostkörper von 4560 m dick ist. Das der Dauerfrost der Gegenwart angehört, lässt sich aus seiner Nähe zur Oberfläche ersehen und aus den tiefen järlichen Durchschnittstemperaturen (-3°C bis -5°C) für den Ort und durch den Mangel an einer dikken, isolierenden Schneedecke im Winter. Eine jährliche Bodendurchschnitts temperatur von -1°C bis -1,5°C wird für den Ort angenommen. Die Daten vom Mont Jacques-Cartier ermöglichten eine rëgionale Grenze von 1000 bis 1100 m fur ausgedehnten Dauerfrost in den Chic Chocs Bergen in baumlosen, ausgesetzten Situationen zu bestimmen. Eine begrenzte Menge Bodentemperaturmessungen vom Mont Logan und Mont Albert bestätigten die Gültigkeit der Annahmen dieser regionalen Grenze, welche dann im Zusammenhang mit unserer Kenntnis der Vegetationsdecke, zur Darstellung der Verteilung von ausgedehnten Dauerfrostkörpern fur die ganzen östlichen Chic Chocs Berge verwendet wurde. Wenn auch nicht in dieser Studienarbeit beobachtet, könnte Dauerfrost auch unterhalb dieser regionalen Grenze bestehen.

EN:

Continuous profiles of the frost table for a series of traverses in unconsolidated sediments in the Leaf Bay area, Ungava, were obtained using an all terrain vehicle borne impulse radar system. The results correlate extremely well with data obtained by the insertion of rigid temperature probes at frequent intervals along the traverses. Each of the two systems has its own particular advantages and disadvantages. The radar profiling system provides more continuous information and can be carried out more rapidly than the system using the temperature probes. However, it requires some local ground control as regards soil moisture profiles and values for soil texture and soil temperature. A definite advantage of the rigid temperature probe is that it produces a temperature curve as a by-product and this can be used to assess the effect of different terrain factors on heat flow in the soil. It is, furthermore, a much cheaper and less bulky apparatus than the radar equipment, requiring no auxiliary logistical support for field use. Neither method can be applied universally for thaw zone and active layer determination. The trials in the tidal flats were a failure, the earth materials being too stony for the temperature probe and the salt water in the soil not permitting proper signal propagation for the radar. Neither method is suitable for penetrating bedrock and, in such a case, reliance has to be placed on temperature measurements in drillholes.

FR:

Des profils continus du niveau supérieur du pergélisol dans des sédiments non consolidés le long d’un certain nombre de transects ont été obtenus à l’aide d’un appareil radar léger et de transport facile. Les résultats obtenus concordent bien avec les données recueillies par des sondes rigides installées à intervalles rapprochés le long des transects. Chacune des deux méthodes présentent des avantages et des désavantages. Le radar fournit des renseignements plus rapidement et sur une base plus continue que les sondes. Cependant cette technique doit être accompagnée de vérifications supplémentaires : profil d’humidité du sol, analyses granulométriques et mesures de température. La sonde est beaucoup plus utile à cet égard puisqu’elle fournit également un profil thermique qui permet d’évaluer l’influence de certains facteurs sur le flux de chaleur issu du sous-sol. Les sondes sont également moins chères et de manipulation plus facile que l’appareil radar puisqu’elles ne requièrent pas de moyens logistiques compliqués. Aucune des deux méthodes, cependant, ne peut servir dans tous les cas à délimiter la couche active. Les essais dans les battures, par exemple, ont échoué, le sol étant trop rocheux pour les sondes et l’eau salée ayant gêné la propagation des signaux de radar. En outre, aucune des deux méthodes n’est efficace dans la roche en place; il faut alors s’en tenir aux mesures de température qui proviennent des trous de forage.

DE:

Fortlaufende Profile einer Serie von Querschnitten in losen Sedimenten in der Leaf-Bay Gegend, Ungava, erhielt man durch den Gebrauch eines Impuls-Radarsystems von einem Geländefahrzeug aus. Die resultate stimmen sehr genau mit den von steifen Temperatursonden erhaltenen Daten überein. Jedes der beiden Systeme hat seine Vor- und Nachteile. Das Radar-Profil-System ergibt eine mehr fortlaufende Information und kann schneller funktionieren als ein System mit Temperatursonden. Jedoch benötigt es etwas örtliche Bodenkontrolle, wie Bodenfeuchtigkeitsprofile und Angaben über Bodenbeschaffenheit und-temperatur. Ein grosser Vorteil der steifen Temperatursonde ist die so erhaltene Temperaturkurve, die zur Bestimmung des Einflusses von vers-chiedenen Bodenfaktoren auf die Wärmebewegung im Boden dienen kann. Es ist überdies ein viel billigerer und weniger unhandlicher Apparat als die Radarausrüstung, der kein besonderes Transportmittel fur seinen Gebrauch benötigt. Keine der beiden Methoden lässt sich universal zur Bestimmung der Auftauzone und des Auftaubodens anwenden. Die Versuche im Wattenmeer waren ein Fehlschlag, das Erdmaterial war zu steinig fur die Temperatursonde und das Salzwasser im Boden liess eine angemessene Signalfortpflanzung des Radars nicht zu. Keine der beiden Methoden eignet sich fur Felsen, in diesem Falle muss man auf Temperaturmessungen in Bohrlôchern zurückgreifen.

FR:

Le champ de palses de Poste-de-la-Baleine est situé au 55°12’55’’N et au 77°43’50’’O à une altitude de 107 m. L’aire d’étude comprend une trentaine de palses réparties sur une superficie d’environ 0,8 km². Seulement 13 palses répondent aux exigences (formes et dimensions) de l’étude qui a porté sur la stratigraphie, la granulométrie, la géomorphologie et la géophysique. Une coupe stratigraphique généralisée comprend de la base au sommet une épaisseur indéterminée d’argile silteuse interstratifiée de minces couches de glace. Un lit de sable de 60 cm d’épaisseur contenant des blocs granitiques anguleux recouvre l’argile, et une couche de tourbe de 100 cm d’épaisseur coiffe le dépôt. Aucun noyau de glace n’a été rencontré dans la tourbe ou dans l’argile. L’épaisseur maximale de la couche active est de l’ordre de 70 cm et l’épaisseur moyenne du pergélisol obtenue au moyen de sondages électriques est d’environ 10 m. La résistivité électrique du pergélisol varie entre 2 et 20 K ft-m. Des profils thermiques longitudinaux et transversaux ont été effectués sur des palses à des profondeurs de 30 à 50 cm ainsi qu’à l’interface couche dégelée inférieure — pergélisol. Les températures les plus basses (de l'ordre de 0°C à 50 cm de profondeur) se rencontrent au centre des palses. Entre 30 et 50 cm, le gradient vertical de température est très prononcé. Sur les flancs des palses, les températures sont beaucoup plus élevées et le mollisol est en conséquence plus épais.

EN:

The Great Whale palsa field investigated is located at 55°12'55"N, 77°43'50"W and at an altitude of 107 m. The area studied contains some thirty palsas spread out over a surface area of some 0,8 km²; 13 of these palsas were chosen for detailed stratigraphie, tex-tural, morphological and geophysical analysis. A generalized stratigraphie section depicts an unknown thickness of silty clay containing thin ice lenses, overlain successively by a 0,6 m-thick sand layer, containing angular granitic blocks, and a 1 m-thick peat layer. No massive ground ice was encountered in either the peat or the clay. The active layer has a maximum thickness of 0,7 m and the mean thickness of underlying permafrost layer obtained with electrical soundings is about 10 m. The electrical resistivity of the latter ranges from 2 to 20 K fl-m. Longitudinal and transverse thermal profiles, within the active layer, were obtained at several points along longitudinal and transverse lines across some 15 palsas. The lowest temperatures, approximately 0°C at a depth of 0,5 m, are observed in the center of the palsas. Between 0,3 and 0,5 m, the vertical temperature gradient is large. On the slopes of the palsas, the temperatures are much higher and the active layer is correspondingly thicker.

DE:

Das Palsenfeld in Poste de la Baleine liegt bei 55°12'55"N und 77°43'50"W auf einer Hohe von 107 m. Das Forschungsgebiet umfasst ungefa'hr 30 Palsen die über eine Oberfläche von 0.8 km2 verteilt sind. Nur 13 Palsen beantworteten die Ansprüche (Formen und Dimensionen) der Forschung, die sich mit der Stratigraphie, der Granulometrie, der Geomorphologie und der Geophysik befasst, Ein allgemeiner Schichtungsschnitt zeigt uns von unten nach oben eine Lage schlammigen Lehms unbestimmter Dicke, die von dünnen Eisschichten durchzogen ist. Es folgt ein Sandbett von 60 cm Dicke, welches eckige Granitblöcke enthält, eine Schicht von 100 cm Torf deckt die Ablagerung. Weder im Lehm noch im Torf wurde ein Eiskern gefunden. Die Auftauzone erreicht eine maximale Tiefe von 70 cm und die mittlere Tiefe des Dauerfrostbodens, durch elektrische Sonden gemessen, ist ungefähr 10 m. Die elektrische Resistenz des Dauerfrostbodens beträgt zwischen 2 und 20 k il m. Thermische Längsund Querschnitte der Palsen wurden bei 30-50 cm Tiefe und in der Kontaktzone zwischen Auftauund Dauerfrostboden gemacht. Die tiefsten Temperaturen (0°C bei 50 cm Tiefe) findet man im Zentrum der Palsen. Zwischen 30 und 50 cm ist die Temperaturkurve sehr steil. An den Palsenflanken sind die Temperaturen viel höher und die Taubodenschicht dementsprechend dicker.

FR:

Les basses terrasses sableuses du cours moyen de la rivière aux Feuilles (58°15’ N, 72° O) sont généralement affectées par la présence du pergélisol, dont l’épaisseur maximale estimée est de 35 m. Les buttes minérales cryogènes à sommet convexe et à sommet plat représentent les principales formes périglaciaires reliées aux manifestations du pergélisol en milieu minéral. Une coupe stratigraphique pratiquée dans un ensemble buttes convexes-dépressions et la datation ¹⁴C de sédiments organiques enfouis ont permis de suivre révolution du pergélisol. Les données suggèrent que le pergélisol est devenu actif après 3000 ans AA. À la faveur de périodes froides quelque temps après 450 ans AA, le pergélisol a connu une expansion importante. Les sédiments sableux pergélisolés sont devenus imperméables; une intensification du drainage superficiel a augmenté l’apport d'eau vers les parties aval où se gonflaient les buttes convexes. Ces buttes constituent des formes d’aggradation du pergélisol. par suite de l’accroissement en volume de la glace de ségrégation. Au cours du XXe siècle, le faible réchauffement climatique a probablement favorisé l’activité thermokarstique. Les conditions hydrologiques ont été modifiées. De nombreuses buttes à sommet plat ont pu se former au cours de cette période, grâce à la dégradation du pergélisol dans les dépressions linéaires de ruissellement. Les buttes minérales cryogènes représentent des formes périglaciaires originales, différentes de celles associées au système baydjarakhs-alas.

EN:

The sandy terraces in the mid-section of the Leaf River (58°15'N, 72°W) are generally underlain by permafrost. An estimated maximum permafrost thickness of 35 m was measured by electrical resistivity soundings. The main permafrost landforms found in mineral sediments are respectively convex and flat cryogenic mineral mounds. As proposed from stratigraphical and ¹⁴C data, permafrost became active only after 3000 years BP. Significant permafrost expansion was recorded during a cold period sometime after 450 years BP. Under permafrost conditions, the sandy terraces were less permeable, which probably caused more water to flow downstream. The convex mounds represent landforms resulting from permafrost aggradation, under the influence of the growing volume of segregation ice. During the twentieth century a minor climatic amelioration has been probably responsible for thermokarst activity. Many flat mounds originated probably from this period, due to local permafrost regression, namely in linear depressions where running water thawed frozen sediments. The cryogenic mineral mounds form particular periglacial landforms, distinct from those associated with bayd zharakhs-alas system.

DE:

Die sandigen Terrassen im Mittellauf des «Rivière des Feuilles» Flusses (58°15'N, 72°W) sind im Allgemeinen von Dauerfrost unterlegt. Eine geschätzte maximale Dicke von 35 m Dauerfrost, wurde durch elektrische Resistenzsondierungen gemessen. Die hauptsächlichen Dauerfrost Landformen, die in Mineralsedimenten gefunden wurden, sind jeweils konvexe und flache kryogenische Mineralhügel. Wie aus stratigraphischen und ¹⁴C Daten angenommen, wurde der Dauerfrost erst um 3000 Jahre v.u.z. aktif. Bedeutende Dauerfrostausdehnung wurde wàhrend einer Kälteperiode um ca 450 Jahre v.u.Z. aufgezeichnet. Unter Dauerfrostverhältnissen waren die sandigen Terrassen weniger durchlässig, was wahrscheinlich talwärts einen grösseren Wasserstrom verursachte. Die konvexen Hügel repräsentieren Landformen, die durch Dauerfrostaggradation unter dem Einfluss wachsender Mengen Segregationseises entstanden sind. Im Zwanzigsten Jahrhundert ist eine kleinere Klimaverbesserung wahrscheinlich fur die thermokarst Aktivität verantwortlich. Viele flache Hügel stammen aus dieser Zeit, auf Grund von örtlichem Dauerfrostrückgang, namentlich in lineären Vertiefungen, wo fliessendes Wasser gefrorene Sedimente auftaute.

EN:

A detailed study of the water balance of a lichen tundra underlain by permafrost was started in September 1976. Data collection at the 9 000 m² site near Schefferville, Québec includes air and ground temperatures, precipitation, évapotranspiration, and changes in soil moisture storage as well as incoming short-wave and net all-wave radiation. It is shown that the development of the active layer is strongly influenced by the amount and distribution of moisture in the soil at freeze-up. Moisture transfer within the unsaturated zone is shown to be strongly influenced by the temperature field within the active layer during freeze-up. During the thaw season the confinement of infiltrated water by permafrost is not only a major soil moisture reservoir and medium for suprapermafrost ground water flow, but it is also shown to maintain évapotranspiration at or near the equilibrium rate for the tundra as well as causing a significant increase in evaporation from permafrost induced wetlands.

FR:

En septembre 1976, une étude détaillée du bilan hydrique d’une toundra à lichen fut entreprise. Sur un site de 9 000 m², nous avons colligé les données suivantes : températures de l’air et du sol, précipitations, évapotranspiration, variations du degré d’humidité du sol et rayonnement solaire brut et net. Cette étude démontre que le degré d’humidité du sol pendant la période d’engel a une forte influence sur le développement du mollisol. L’étude démontre, en outre, que la répartition des températures dans le mollisol pendant la période d’engel influence grandement le transfert de l’humidité dans la zone non saturée. Pendant la période de dégel, l’eau d’infiltration emprisonnée dans la zone saturée au-dessus du pergélisol constitue un important réservoir d’humidité et un milieu d’écoulement de l’eau souterraine. De plus, cette nappe perchée contribue à maintenir le niveau d’équilibre de l’évapotranspiration de la toundra tout en provoquant une augmentation sensible de l’évaporation des marécages provoqués par la présence du pergélisol.

DE:

Im September 1976 wurde ein eingehendes Studium der Wasserbilanz in einer von Dauerfrost unterlegenen Lichen-Tundra begon-nen. Die Datensammlung auf dem 9000 m² grossen Forschungsgebiet in der Nähe von Schefferville, Québec, umfasst Luft- und Bodentemperaturen, Niederschlag, Evapotranspiration, Wech-sel in Bodenfeuchtigkeitsgehalt, sowie eintretende Kurzwellen und Netto-Allwellen Radiation. Es zeigt sich, dass die Entwicklung der Auftauzone von der Feuchtigkeitsmenge und -verteilung des Bodens beim Gefrieren stark beinflusst wird. Feuchtigkeits-übertragung innerhalb der ungesättigten Zone erscheint durch das Temperaturfeld in der Auftauzone wâhrend des Gefrierens stark beeinflusst zu sein. In der Tausaison stellt das eingefangene Wasser des Dauerfrostbodens nicht nur ein wich-tiges Feuchtigkeitsreservoir dar, sondern auch ein Medium fur Superdauerfrost-Grundwasserfluss, aber es erhält auch die Evapotranspiration im Gleichgewicht für die Tundra, sowie eine bedeutende Zunahme der Verdunstung in vom Dauerfrost hervorgerufenen nassen Gebieten.

EN:

Mining exploration and production activities in the permafrost regions of Canada have increased rapidly over the last twenty years. This paper deals with the effects of permafrost on mining iron ore in the Schefferville area of Northern Québec and Labrador. Problems associated with drilling and blasting, digging and crushing, transportation and handling of frozen ore are briefly outlined. The three dimensional delineation of frozen ground is achieved by a combination of ground temperature measurements and geophysical techniques. Finally some of the studies that are planned to be undertaken in the Schefferville area are briefly mentioned.

FR:

Depuis vingt ans, les activités reliées à l’exploration et à l’exploitation minières ont connu un essor important dans les régions occupées par le pergélisol. Le présent article traite des effets du pergélisol sur l’extraction du minerai de fer dans la région de Schefferville. On y discute des problèmes engendrés par le forage, le minage, l’excavation, le broyage, le transport et le maniement du minerai de fer gelé. On nous explique que l’on peut parvenir à une délimitation tridimensionnelle du pergélisol en effectuant des mesures de température et en appliquant des techniques de géophysique. On parle, enfin, d'un certain nombre d’études que l’on projette d’entreprendre dans la région.

DE:

Bergwerkerforschun-gen und Produktionstätigkeit in den Dauerfrost Regionen von Kanada haben in den letzten zwanzig Jahren schnell zugenommen. Diese Studienarbeit behandelt die Einflusse des Dauerfrostes auf die Eisenerz-förderung in der Schefferville Gegend im nördlichen Québec und Labrador. Probleme im Zusammenhang mit dem Bohren, Sprengen, Graben, und Zermahlen, Transport und Behandlung von gefrorenem Eisenerz werden kurz beschrieben. Die drei-dimensionnelle Delineation des gefrorenen Bodens wird durch eine Verbindung von Bodentemperaturmessungen und geophysischen Techniken erreicht. Zum Schluss werden einige der zukünftigen, geplanten Arbeiten in der Schefferville Gegend kurz erwähnt.