Le pergélisol au Québec nordique : bilan et perspectives Permafrost in Northern Québec: State of Knowledge and Research Needs Dauerfrostboden im nordischen Québec. Bilanz und Perspektive

RÉSUMÉ

La compilation de travaux publiés et d'études inédites permet de proposer un bilan des connaissances sur le pergélisol du Québec. Au Québec arctique, quelques études, fondées sur des mesures thermiques dans des trous de forage, ont révélé des épaisseurs de plusieurs centaines de mètres de pergélisol et permis d'en reconstituer l'évolution climatique. Cependant, la morphologie cryogène n'a presque pas été étudiée. Au Québec subarctique, les nombreuses mesures thermiques dans la région de Schefferville et les relevés régionaux, principalement en Hudsonie. mettent en évidence l'étroite relation entre la présence, l'épaisseur et le régime thermique du pergélisol et les facteurs climatiques locaux, en particulier l'enneigement. Ce dernier facteur étant lié de près à la structure du couvert végétal, une nouvelle carte du pergélisol, fondée sur les données les plus récentes de la végétation et des observations personnelles, est proposée. Trois approches ont servi à déterminer l'âge et l'évolution passée du pergélisol : 1) un modèle physico-mathématique développé à partir de mesures thermiques en milieu arctique; 2) l'analyse stratigraphique de tourbières à palses; 3) l'analyse du contexte géologique quaternaire. La dynamique récente du pergélisol a été étudiée par le biais des changements écologiques survenus dans les tourbières. Le pergélisol au Québec subarctique peut dater d'aussi loin que la déglaciation dans les régions jamais boisées; ailleurs, il apparaît être d'âge néoglaciaire. Les feux de forêts ont peut-être eu une influence sur sa dynamique. Les formes cryogènes et les gélisols les plus répandus au Québec subarctique sont brièvement mis en relation avec les différents types de formations superficielles pergélisolées. Les mesures in situ des propriétés physiques et du régime thermique du pergélisol discontinu seront nécessaires pour prévoir l'effet des changements climatiques.

ABSTRACT

The state of knowledge on permafrost is discussed from a compilation of previous studies and unpublished work. A few studies in Arctic Québec, based on temperature measurements in deep-drill holes, have revealed permafrost many hundreds of metres thick and have recorded its climatic history. Periglacial morphology remains to be studied. In Subarctic Québec, numerous temperature measurements, mostly in the Schefferville area, and regional surveys, particularly in the Hudson Bay area, have evidenced the close relationship between occurrence, thickness and thermal regime of permafrost and local climatic factors, principally snow cover. As the latter is closely linked to vegetation structure, a new permafrost map, based on most recent vegetation mapping and personal observations, is suggested. Age and past evolution of permafrost have been estimated using these approaches: a physico-mathematical model from thermal data in the Arctic, stratigraphie analysis of palsa bogs and site evaluation of Quaternary geological context. Recent permafrost dynamics have been studied via ecological changes in fens and bogs with the help of old aerial photographs and dendrochronology. Permafrost in the Subarctic may be as old as déglaciation in regions that were never forest-covered; elsewhere, however, it is probably of Neoglacial age. Forest fires probably had an important role on its spreading. The most widespread cryogenic landforms and patterned ground features in the Subarctic are broadly related to the various surficial formations affected by permafrost. In situ measurements of permafrost and active layer processes and thermal regime are suggested in order to evaluate the effects of future climatic changes.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Zusammenstellung der verôffentlichten und unverôffentlichten Arbeiten fuhrt zu einer Bilanz der Kenntnisse Liber den Dauerfrostboden Québecs. Im arktischen Québec haben einige auf thermische Messungen in Bohrlochern gestiitzte Untersuchungen fur den Dauerfrostboden Tiefen von mehreren hundert Metern ergeben, und sie erlaubten, dessen klimatische Entwicklung zu rekonstruieren. Jedoch ist die Kryogene Morphologie fast nicht untersucht worden. Im subarktischen Québec machen die zahlreichen thermischen Messungen im Gebiet von Schefferville und die regionalen Erhebungen vor allem im Gebiet der Hudson Bay die enge Beziehung, die zwischen dem Vorkommen, der Dicke und dem thermischen System des Dauerfrostbodens und den lokalen klimatischen Faktoren, insbesonderedem Schneefall, besteht, deutlich. Da dieser letzte Faktor eng mit der Vegetationsstruktur verknùpft ist, wird eine neue Karte des Dauerfrostbodens vorgeschlagen, die auf die neuesten Vegetationsdaten und persônliche Beobachtungen gestutzt ist. Drei Methoden haben geholfen, das Alter des Dauerfrostbodens und seine Entwicklung in der Vergangenheit zu bestimmen: 1) ein physikalischchemisches Modell, welches aufgrund thermischer Messungen im arktischen Milieu entwickelt wurde; 2) die stratigraphische Analyse der Palsen-Torfmoore; 3) die Analyse des geologischen Kontextes im Quaternâr. Die jùngere Dynamik des Dauerfrostbodens wurde mittels der in den Torfmooren aufgetretenen ôkologischen Verânderungen studiert. Der Dauerfrostboden im subarktischen Québec kann so alt sein wie die Enteisung in den nie bewaldeten Gebieten ; anderswo scheint er aus neoglazialer Zeit zu stammen. Die Waldbrânde haben vielleicht einen Einflup auf seine Dynamik gehabt. Die im subarktischen Québec am weitesten verbreiteten kryogenen Formen und Frostboden werden kurz in Beziehung gesetzt zu den verschiedenen, vom Dauerfrost beeinflupten Oberflàchenbildungen. Messungen in situ der physikalischen Eigenschaften und des thermischen Systems des unterbrochenen Dauerfrostbodens werden notwendig sein, urn den Einflup klimatischer Verânderungen vorauszusehen.