Les mares et les lacs de l’île Bylot : puits ou sources de GES?

décembre 22, 2015 dans Article

Première étude sur l’âge des GES émis par les systèmes aquatiques dans l’Arctique canadien

*crédits: http://www.ete.inrs.ca/actualites/premiere-etude-age-ges-systemes-aquatiques-larctique-canadien par Gisèle Bolduc*

Pour la première fois, des chercheurs ont déterminé l’âge du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4) émis par les mares et les lacs de l’île Bylot au Nunavut. Ils ont observé des différences significatives quant à l’âge et au taux d’émission de ces gaz à effet de serre (GES) provenant de ces écosystèmes aquatiques situés en zone de pergélisol. Ces résultats sont publiés dans un article de la revue internationale Biogeosciences, dont le premier auteur est le chercheur postdoctoral Frédéric Bouchard du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS et du Département de géographie de l’Université de Montréal. 

 

Les échantillons de gaz prélevés au cours de l’été ont révélé que l’âge et les taux d’émission de GES varient beaucoup d’un plan d’eau à un autre selon la taille et la profondeur. Par exemple, les mares peu profondes émettent du gaz datant de quelques siècles au plus et qualifié de plutôt « jeune », selon les datations au carbone-14. Certaines d’entres elles, recouvertes d’un tapis de cyanobactéries, constituent des puits de CO2 et des sources de CH4, alors que d’autres mares, dont les berges sont en érosion, sont des sources importantes des deux gaz. Quant aux lacs, ils libèrent des GES beaucoup plus âgés, jusqu’à près de 3 500 ans pour le CH4, mais à un rythme plus lent, du moins l’été.

« Cette étude montre l’importance des effets combinés des propriétés géomorphologiques, limnologiques et hydrologiques des écosystèmes aquatiques sur les émissions de CO2 et de CH4 provenant du dégel du pergélisol », indique la professeure Isabelle Laurion.

L’approche de l’équipe de recherche a permis de discriminer la contribution de deux types d’émission des GES : la diffusion et l’ébullition. C’est ainsi que les chercheurs ont constaté que la diffusion pourrait être sous-estimée, en particulier dans le cas des mares. Jusqu’à présent, c’était plutôt l’ébullition qui était considérée comme le processus dominant des émissions de CH4 par les systèmes lacustres.

 


« Cette étude novatrice sur l’âge des GES émis en Arctique canadien est l’une des rares études concernant les lacs situés ailleurs qu’en Sibérie ou en Alaska. Elle jette un nouvel éclairage sur le rôle spécifique des différents types d’écosystèmes aquatiques sur la dynamique du carbone associée à la dégradation du pergélisol et sur leur répercussion potentielle sur les changements climatiques à venir », souligne le chercheur Frédéric Bouchard. Elle pave la voie aux futures études qui devront non seulement mesurer les échanges gazeux, mais aussi tenir compte de l’âge du carbone émis, car cela influence grandement leur capacité d’agir comme un mécanisme de rétroaction positive sur le climat.

 

À propos de la publication 

Cette recherche a été réalisée par Frédéric Bouchard, Isabelle Laurion, Vilmantas Prėskienis, tous trois du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS, Daniel Fortier de l’Université de Montréal, Xiaomei Xu de l’University of California et Michael J. Whiticar de l’University of Victoria. L’article «Modern to millennium‐old greenhouse gases emitted from ponds and lakes of the Eastern Canadian Arctic (Bylot Island, Nunavut)» vient de paraître dans la revue internationale Biogeosciences. ArcticNet, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), le Programme du plateau continental polaire de Ressources naturelles Canada, le programme Frontières de la découverte du CRSNG, le programme de formation EnviroNord et la W. Garfield Weston Foundation ont soutenu financièrement les travaux de cette équipe de recherche. 

Bouchard F, Laurion I, Pr, Prèskienis V, Fortier D, Xu X & Whiticar MJ (2015) Modern to millennium-old greenhouse gases emitted from ponds and lakes of the Eastern Canadian Arctic (Bylot Island, Nunavut). Biogeosciences12(23):7279-7298. DOI : 10.5194/bg-12-7279-2015

Nouvelle contribution sur les émissions de gaz à effets de serre dans les écosystèmes humides dans le haut Arctique avec Frédéric Bouchard et al.

juillet 27, 2015 dans Article

Les sédiments de lacs glaciaires : de belles archives paléoenvironnementales.

mai 25, 2015 dans focus

Fig1-map

Figure 1: Localisation et contexte autour du lac de kettle ‘BYL36’. Le lac, contenant des sédiments datant de 10.8 ka BP, est situé juste au nord-est (légèrement en amont) d’une moraine terminale datée à 9.8 ka BP (photos : V. Preskienis [haut] et GeoEye-1 [bas]).

L’histoire Holocène des vallées glaciaires de l’Île Bylot, depuis la dernière glaciation, nous est connue grâce à l’étude attentive des formes du terrain. Par exemple, dans le cas de la vallée du glacier C-79 (Figure 1 – carte), il a été suggéré que l’avancée maximale du glacier a eu lieu vers 9860 ± 140 BP (before present = avant aujourd’hui) et qu’à cette époque le front du glacier était en contact la mer (Allard, 1996). Ces résultats proviennent de coquillages de mollusques littoraux contenus dans de l’argile marine et datés au radiocarbone (14C), ce qui donnerait un âge ‘calibré’ de 11 440 ± 380 cal BP.

À l’été 2014, des membres du Geocryolab ont utilisé une nouvelle technique de cartographie bathymétrique afin caractériser la morphologie d’un lac glaciaire situé dans la vallée (voir la capsule #1 sur le système sonar-GPS). Il s’agit d’un lac de kettle, formé par la fonte de glace enfouie dans le sol après le passage du glacier, et situé non loin de la position du front glaciaire mentionné plus haut (Fig1). Une carotte de plus d’une trentaine de cm de long (Fig2) a pu être prélevée dans la partie profonde du lac (~ 12 m), et la datation 14C à la base de ces sédiments lacustres a donné un âge de 10 825 ± 45 BP, ou 12 730 ± 50 cal BP une fois calibré. Il reste à confirmer la nature exacte de ces sédiments, mais cela montre que les archives sédimentaires contenues dans les lacs peuvent être d’un grand intérêt. Au grand plaisir du ‘Zodiac Sherpa’ (Fig3).

Fig2 Sediment core

Figure 2: Carotte de sédiments prélevée dans la partie profonde (~ 12 m) du lac de kettle ‘BYL36’ (photo : F. Bouchard).

Fig3 Sediment Coring Sherpa

Figure 3 : Jeune chercheur motivé qui, avant de s’élancer vers le prochain site de carottage avec un zodiac sur son dos, s’assure d’avoir tout l’équipement nécessaire. On aperçoit d’ailleurs le carottier à percussion juste derrière lui (photo : V. Preskienis).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour plus d’informations : Allard, M. (1996) : Geomorphological changes and permafrost dynamics: Key factors in changing arctic ecosystems. An example from Bylot Island, Nunavut, Canada. Geoscience Canada, 23, 205-212.

Littérature actuelle – Semaine #1 – Glace et pergélisol

janvier 6, 2014 dans Article

Van Wychen, W., et al. (2013). « Glacier velocities and dynamic ice discharge from the Queen Elizabeth Islands, Nunavut, Canada. » Geophysical Research Letters: 2013GL058558.

Van Nieuwenhove, N. and J. P. Briner (2014). « Sea-ice, glaciers and climate dynamics of Baffin Bay and the NW Passage. » Journal of Quaternary Science 29(1): 1-1.

Bouchard, F., et al. (2013). « Vulnerability of shallow subarctic lakes to evaporate and desiccate when snowmelt runoff is low. » Geophysical Research Letters 40(23): 2013GL058635.

Strauss, J., et al. (2013). « The deep permafrost carbon pool of the Yedoma region in Siberia and Alaska. » Geophysical Research Letters 40(23): 2013GL058088. (Open Access)

Wik, M., et al. (2014). « Energy input is primary controller of methane bubbling in subarctic lakes. » Geophysical Research Letters: 2013GL058510.

An, H. and S. J. Noh « High-order averaging method of hydraulic conductivity for accurate soil moisture modeling. » Journal of Hydrology(0). (Early Access)

Kneisel, C., et al. « Application of 3D electrical resistivity imaging for mapping frozen ground conditions exemplified by three case studies. » Geomorphology(0). (Early Access)