Pour comprendre les impacts des changements climatiques et de l'industrialisation dans l'Arctique canadien, le programme de recherche de Takuvik étudie les écosystèmes océaniques et terrestres arctiques ainsi que l'interaction de ces deux composantes.
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Écosystèmes/géosystèmes Terrestres
Les environnements polaires, comprenant des paysages et des écosystèmes marins (couverture de glace) et continentaux (végétation, lacs), ont été en constante évolution depuis le Dernier Maximum Glaciaire et la dernière déglaciation il y a environ 20 à 18 ka (Van Hove et al. 2006). De nos jours, les changements environnementaux se sont fortement accélérés sous la pression anthropique et des gaz à effet de serre. La compréhension des géosystèmes et des écosystèmes actuels, et de leurs réponses au changement climatique, est directement reliée à la connaissance de l'évolution de ces environnements subpolaires et polaires dans le passé. La détermination de ces paléo-environnements est la clé de la validation des modèles climatiques à l'échelle régionale et mondiale. L'objectif principal traite donc de la cinétique des changements environnementaux à différentes échelles spatiotemporelles, afin de mieux évaluer les effets et conséquences du changement climatique moderne sur les géosystèmes et les écosystèmes de l'Arctique continental.
Les principales questions qui sont abordées sont les suivantes: 1) dans le contexte paléoclimatique des mille dernières années, peut-on identifier les périodes de changements environnementaux lents et rapides, et comment peuvent-elles nous aider à interpréter le rythme et les impacts du réchauffement actuel? 2) quelles sont les directions et la magnitude de ces processus de rétroaction dans le réchauffement de l'Arctique continental? 3) quelles sont les relations entre l'exploitation des ressources naturelles, les conséquences environnementales et le changement climatique?
Afin d'atteindre ces objectifs, le développement de projets scientifiques sera axé autour de trois thèmes principaux: 1 - l'environnement de l'Holocène, en développant et en utilisant de multi-proxies sur des archives sédimentaires, 2 - l'effet du changement climatique moderne sur les cycles biogéochimiques et leurs rétroactions, 3 - l'impact des activités anthropiques dans les régions du Nord. Les données chimiques et isotopiques, les propriétés physiques des sédiments, les pollens et les micro-fossiles (i.e. diatomées, chironomes), les molécules organiques et les observations physiques seront intégrés à contraindre: i) les sources des minéraux et de la matière organique dans les sédiments, ii) les flux entre les géo- et éco-compartiments, iii) les réactions oxydoréductions affectant la sédimentation, les enrichissements des métaux et la spéciation.
Les chercheurs de ULaval sont des spécialistes de renommée internationale des environnements de haute latitude et sont impliqués dans de nombreux projets en cours dans les trois axes du programme scientifique de l'IRL. De plus, des chercheurs et des ingénieurs du CNRS vont se joindre à l'IRL, ayant des compétences complémentaires dans les sciences de la terre, la géochimie organique et minérale, la géochimie isotopique, le développement de proxies, la télédétection et le monitorage satellitaire. Un des points forts de cette recherche sera qu'elle se déroulera sur une large gamme d'environnements arctiques, d'une région subpolaire Nunavik, au Québec, jusqu'à la limite nord du Haut-Arctique du Nunavut. Cet atout considérable a pu être possible via l'utilisation et le développement d'un réseau unique de stations météorologiques automatisées (SILA) équipées d'instruments de terrain permanents (77 stations d'acquisition de données climatiques et environnementales), huit stations de recherche de terrain (Qaujisarvik) et les camps de base mis en place et exploités par le Centre d'études nordiques (CEN) et accessibles pour l'IRL. Ce réseau CEN fait parti du consortium circumpolaire de stations d'observation et de recherche, ayant un récent investissement de rénovation de plus de 10M $. L'IRL va contribuer et bénéficier au Sustained Arctic Observing Network (SAON), actuellement en développement et mis en oeuvre par les nations du Conseil de l'Arctique. L'équipement disponible à ULaval comprend des carottiers à sédiments de terrain, des instruments géophysiques, des bateaux et des véhicules tout-terrains ainsi que des laboratoires pour l'entreposage des échantillons, le traitement et la préparation avant l'analyse (radiochronologie, paléoécologie, paléolimnologie, sédimentologie). Les analyses chimiques et isotopiques seront effectuées dans les installations nationales de l'INSU (y compris les analyses SARM et les sondes ioniques à Nancy, et les analyses MC-ICP-MS à l'ENS-Lyon). Par ailleurs, en tant que membre associé du GEOTOP (réseau stratégique inter-universitaire, en collaboration avec le CEN), Takuvik aura accès à l'infrastructure instrumentale du centre de recherche à Montréal (c.à.d spectromètres de masse et salles blanches).
