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GÉOSYSTÈMES CONTINENTAUX: Cadre programmatique
ArcticNet
Les projets ArcticNet suivants sont associés au thème Géosystèmes continentaux:
- Ressources en eau douce dans l'Arctique de l'est canadien (PI : W. Vincent)
Nous réalisons nos recherches sur les lacs, les plateformes de glace et les contaminants le long du littoral nord de l'île d'Ellesmere à partir de l'observatoire de l'île de Ward Hunt, en vue de définir et mesurer des indicateurs aquatiques des changements environnementaux passés et présents. Ce littoral est situé à 83°N de latitude, à la limite nordique du Nunavut et donc de l'Amérique du Nord. Il est caractérisé par la présence de plusieurs écosystèmes aquatiques sensibles au climat et qui sont fortement dépendants de la glace. Nous élargissons aussi nos recherches sur les milieux humides en évaluant le stockage de la neige et les patrons de fonte à Polar Bear Pass sur l'île de Bathurst (75°N). Cette réserve nationale de faune est composée d'une mosaïque de lacs et d'étangs pour lesquels la fonte saisonnière constitue le plus important apport d'eau. Les modèles obtenus et la compréhension qui en résultera devraient être applicables à l'ensemble des habitats humides de l'Arctique répondant déjà fortement aux changements climatiques. Les lacs de thermokarst créés par la fonte du pergélisol sont une composante importante des milieux humides nordiques. Nous travaillerons dans plusieurs sites dont l'île Bylot (73°N) et Kuujjuarapik (55°N) afin de déterminer quels sont les facteurs environnementaux régissant le métabolisme de ces écosystèmes ainsi que leur production nette présente et future de gaz à effet de serre. Nous analysons des carottes de sédiments dans des plans d'eau nordiques dans la région entourant le Bassin de Foxe (65-70°N) dans le but d'évaluer la variabilité naturelle du climat des régions arctiques et subarctiques du Canada
et de détecter les variations régionales de leur sensibilité au climat. Enfin, nous développons et appliquons de nouvelles techniques basées sur l'ADN afin d'évaluer la diversité et les fonctions de la vie microscopique dans les lacs et les milieux humides et de développer des indicateurs moléculaires de pointe pour les réponses au climat des écosystèmes aquatiques nordiques. De plus, nous documentons les changements climatiques passés de l'est du Subarctique canadien au moyen de séries dendroclimatiques millénaires.
- Changements climatiques et pergélisol (PI : M. Allard)
Ce projet analyse comment le pergélisol répond aux changements climatiques. L'impact du réchauffement climatique et des perturbations sur le terrain est le plus souvent fonction de la quantité de glace que contient le pergélisol ; c'est pourquoi une composante importante du projet consiste à cartographier les concentrations de glace dans les sols. Le type de sol, le couvert végétal, l'épaisseur du couvert de neige et l'humidité du terrain sont d'autres facteurs qui ont un impact sur la réponse du pergélisol au changement climatique; en conséquence ces éléments sont aussi considérés dans les travaux de ce projet. Les changements dans les systèmes naturels découlant du changement des températures dans le pergélisol sont observés; c'est le cas des glissements de terrain, des changements dans la répartition des formes végétales, la modification des réseaux de drainage, l'érosion sur les côtes, l'augmentation de l'apport sédimentaire vers l'océan et les lacs par la mise en disponibilité de sédiments, la libération de carbone et la production de gaz à effet de serre. Les outils et méthodes utilisés comprennent la télédétection, les forages, les relevés géophysiques, l'analyse thermique, les études de végétation, les simulations numériques, les observations en mode de suivi el et les applications SIG. La cartographie du pergélisol et les prévisions de changement des températures du sol dans les communautés de l'Arctique servent à formuler des stratégies d'adaptation et à la planification de l'aménagement du territoire.
ADAPT (PI : W. Vincent)
ADAPT regroupe une équipe de 15 chercheurs et experts de l'Arctique canadien ainsi que leurs partenaires nationaux et internationaux qui travaillent ensemble afin de définir les implications des changements de conditions du pergélisol et de l'enneigement qui affectent les écosystèmes nordiques. L'hypothèse centrale est que l'eau liquide joue un rôle prédominant dans les systèmes pergélisolés en conduisant la chaleur et en transportant les sédiments, le carbone organique et les microorganismes. Le projet comporte 4 volets : 1) La dynamique du pergélisol des environnements naturels et bâtis, 2) Le pergélisol et les écosystèmes aquatiques, 3) L'activité microbienne et les flux biogéochimique des nutriments et du carbone, et 4) L'écologie végétale et animale de la toundra. L'étude couvre plusieurs sites au Nunavik et au Nunavut. Takuvik pilote ce projet.
Arctic Metals (PI Takuvik : R. Pienitz)
Le projet Arctic Metals vise à développer des outils (spéciation chimique, fractionnement isotopique) qui permettront d'évaluer les sources de métaux, leur mobilité et leur réactivité dans les régions éloignées subarctiques et de l'Arctique, ainsi que leur biodisponibilité pour les biotopes et les communautés humaines du nord.
La pression anthropique liée à l'exploration et l'exploitation minière est en pleine croissance. C'est pourquoi les biotopes et les communautés du nord sont exposés à de multiples polluants métalliques. L'estimation de la toxicité associée passe par une meilleure connaissance des niveaux, des formes chimiques, de la réactivité et de la biodisponibilité des métaux dans l'environnement. Le projet Arctic Metals se focalise sur l'accumulation de métaux liée à la pollution diffuse qui s'étend sur des millions de km2 et qui est de ce fait plus difficile à évaluer que la pollution issue de sources ponctuelles (e.g. hauts fourneaux). Dans un environnement en pleine mutation, la re-mobilisation des métaux d'origine naturelle et anthropique pourrait conduire à une exposition des biotopes et des communautés humaines. Le projet Arctic Metals comprend des mesures et des expériences sur deux sites : un dans le Nunavik, et un autre en Sibérie. Ce projet lancé par J. Carignan implique plusieurs équipes françaises et un soutien logistique important de Takuvik et du CEN pour les activités au Nunavik.
