Le pergélisol affecte près de la moitié de la superficie du Canada et il est présent presque partout au Québec nordique. Le réchauffement climatique récent a provoqué la fonte partielle du pergélisol dans les régions subarctiques. Ce processus de fonte s’accompagne d’un affaissement local du terrain, donnant naissance à des dépressions remplies d’eau nommées «lacs de thermokarst». Observés récemment dans plusieurs régions nordiques, ces lacs semblent avoir une influence majeure sur le cycle du carbone, puisque leur formation peut libérer des gaz à effet de serre (CO2 – gaz carbonique; CH4 – méthane) auparavant piégés dans le pergélisol. Ces observations demeurent toutefois préliminaires. Or les projections pour le prochain siècle font état d’une accélération de la tendance climatique actuelle. Étant donné l’importance spatiale et écologique du pergélisol en milieu nordique, il est primordial de comprendre le rythme et les conséquences de sa fonte sur les écosystèmes, de même que les processus impliqués. Les lacs de thermokarst figurent au premier plan de ces préoccupations.
L’objectif général de ce projet est de COMPRENDRE L’ÉVOLUTION ET LA DYNAMIQUE DES LACS DE THERMOKARST AU QUÉBEC NORDIQUE, en tenant compte des changements environnementaux passés et récents. Plus spécifiquement :
1. Étudier les processus sédimentaires actuels et passés sur un site contenant des lacs de thermokarst à différents stades d’évolution (depuis leur formation jusqu’à leur disparition). Ces conditions sont réunies en région subarctique, à la rencontre de la zone de pergélisol continu et celle de pergélisol discontinu.
2. Reconstituer les conditions paléolimnologiques de ces lacs à l’aide des assemblages de diatomées fossilisées dans les sédiments de fond. Certaines espèces sont en effet de bons indicateurs des conditions ayant affecté les lacs par le passé (ex : couleur de l’eau, alcalinité, carbone organique dissous).
Le site d’étude se trouve au nord-est de Kuujjuarapik-Whapmagoostui (55°17’N; 77°46’W). De nombreux lacs de thermokarst y ont été localisés et sommairement échantillonnés lors de précédentes campagnes de terrain (2006-2007). Afin de déterminer leurs propriétés sédimentologiques (objectif #1), il est proposé d’explorer les couches sous-jacentes des lacs par géoradar (GPR), d’obtenir des carottes de sédiments au fond des lacs et de les analyser par des méthodes classiques (granulométrie, microscopie électronique à balayage, susceptibilité magnétique) et novatrices (microfluorescence-X, tomographie, analyse d’images). Ces méthodes sont développées au Centre Eau, Terre & Environnement (INRS-ETE). Enfin, les reconstitutions paléolimnologiques (objectif #2) seront effectuées à l’aide de l’analyse des assemblages de diatomées et de pigments fossiles préservés dans les sédiments, en appliquant des modèles de transfert développés au Centre d’études nordiques (CEN).
Les résultats de ces recherches permettront d’avancer substantiellement les connaissances concernant les processus naturels reliés à la formation et à la disparition de tels lacs, de même que leur influence sur le paysage dans un contexte climatique changeant. Dans une perspective plus générale, ce projet fait partie d’un vaste programme conjoint de recherche (Université Laval – INRS-ETE) sur le rôle joué par les lacs de thermokarst en milieu nordique dans le cycle terrestre global du carbone, notamment les émissions de gaz à effet de serre au Québec.