Le processus de thermo-érosion du pergélisol dans la zone de pergélisol continu

Les polygones à coin de glace sont très répandus dans la zone du pergélisol continu. Lorsque le ruissellement d’eau de fonte nivale s’infiltre de façon concentrée dans une cavité, il peut initier le processus de thermo-érosion du pergélisol (notamment des coins de glace) pouvant mener à la formation de ravins. Dans la vallée de Qalikturvik sur l’Ile Bylot (NU, Canada), le développement de ravins de thermo-érosion dans un milieu de polygones à coins de glace entraîne comme impact : i. la réorganisation des réseaux de drainage impliquant un assèchement des milieux humides en marge des chenaux d’érosion, ii. des variations dans le régime thermique et de l’humidité de proche-surface et iii. la prise en charge et le déplacement des sédiments vers l’extérieur du bassin-versant. L’objectif de cette thèse vise à approfondir les connaissances géomorphologiques propres au ravinement par thermo-érosion, d’examiner, caractériser et quantifier les impacts du ravinement (tel que sus-mentionné en i. ii. iii.) et le rôle de celui-ci dans une optique d’évolution du paysage périglaciaire à l’échelle temporelle de l’année à la décennie. Les ravins sont dynamiques : un ravin en particulier déclenché en 1999 et étudié depuis s’érodait à une vitesse de 38 à 50 m/a durant sa première décennie d’existence, pour atteindre une longueur totale de ~750 m et une surface érodée de ~25 000 m² en 2009. Des puits sont localisés près des zones de ravinement actives ; des levées alluviale, mares et polygones effondrés dans les zones stabilisées post-perturbation. Sur la terrasse de polygones recouvrant le plancher de la vallée au site à l’étude, 35 ravins furent identifiés et 1401 polygones furent perturbés avec 200 000 m³ de sols transportés. Une amélioration du drainage, une dégradation de la capacité de rétention de l’humidité, une transition d’un écoulement de ruissellement vers un écoulement canalisé caractérise les aires ravinées et leurs environs. Les polygones intacts sont homogènes d’un à l’autre et dans leurs centres ; les polygones perturbés ont une réponse hétérogène (flore, humidité et régime thermique). Les milieux érodés hétérogènes succèdent aux milieux homogènes et deviennent le nouvel état d’équilibre pour plusieurs décennies.

Macro-epibenthic communities, bathymetry and enviromental information at the tip of the Antarctic Peninsula

The Southern Ocean ecosystem at the Antarctic Peninsula has steep natural environmental gradients, e.g. in terms of water masses and ice cover, and experiences regional above global average climate change. An ecological macroepibenthic survey was conducted in three ecoregions in the north-western Weddell Sea, on the continental shelf of the Antarctic Peninsula in the Bransfield Strait and on the shelf of the South Shetland Islands in the Drake Passage, defined by their environmental envelop. The aim was to improve the so far poor knowledge of the structure of this component of the Southern Ocean ecosystem and its ecological driving forces. It can also provide a baseline to assess the impact of ongoing climate change to the benthic diversity, functioning and ecosystem services. Different intermediate-scaled topographic features such as canyon systems including the corresponding topographically defined habitats 'bank', 'upper slope', 'slope' and 'canyon/deep' were sampled. In addition, the physical and biological environmental factors such as sea-ice cover, chlorophyll-a concentration, small-scale bottom topography and water masses were analysed. Catches by Agassiz trawl showed high among-station variability in biomass of 96 higher systematic groups including ecological key taxa. Large-scale patterns separating the three ecoregions from each other could be correlated with the two environmental factors, sea-ice and depth. Attribution to habitats only poorly explained benthic composition, and small-scale bottom topography did not explain such patterns at all. The large-scale factors, sea-ice and depth, might have caused large-scale differences in pelagic benthic coupling, whilst small-scale variability, also affecting larger scales, seemed to be predominantly driven by unknown physical drivers or biological interactions.

Le processus de thermo-érosion du pergélisol dans la zone de pergélisol continu

Les polygones à coin de glace sont très répandus dans la zone du pergélisol continu. Lorsque le ruissellement d’eau de fonte nivale s’infiltre de façon concentrée dans une cavité, il peut initier le processus de thermo-érosion du pergélisol (notamment des coins de glace) pouvant mener à la formation de ravins. Dans la vallée de Qalikturvik sur l’Ile Bylot (NU, Canada), le développement de ravins de thermo-érosion dans un milieu de polygones à coins de glace entraîne comme impact : i. la réorganisation des réseaux de drainage impliquant un assèchement des milieux humides en marge des chenaux d’érosion, ii. des variations dans le régime thermique et de l’humidité de proche-surface et iii. la prise en charge et le déplacement des sédiments vers l’extérieur du bassin-versant. L’objectif de cette thèse vise à approfondir les connaissances géomorphologiques propres au ravinement par thermo-érosion, d’examiner, caractériser et quantifier les impacts du ravinement (tel que sus-mentionné en i. ii. iii.) et le rôle de celui-ci dans une optique d’évolution du paysage périglaciaire à l’échelle temporelle de l’année à la décennie. Les ravins sont dynamiques : un ravin en particulier déclenché en 1999 et étudié depuis s’érodait à une vitesse de 38 à 50 m/a durant sa première décennie d’existence, pour atteindre une longueur totale de ~750 m et une surface érodée de ~25 000 m² en 2009. Des puits sont localisés près des zones de ravinement actives ; des levées alluviale, mares et polygones effondrés dans les zones stabilisées post-perturbation. Sur la terrasse de polygones recouvrant le plancher de la vallée au site à l’étude, 35 ravins furent identifiés et 1401 polygones furent perturbés avec 200 000 m³ de sols transportés. Une amélioration du drainage, une dégradation de la capacité de rétention de l’humidité, une transition d’un écoulement de ruissellement vers un écoulement canalisé caractérise les aires ravinées et leurs environs. Les polygones intacts sont homogènes d’un à l’autre et dans leurs centres ; les polygones perturbés ont une réponse hétérogène (flore, humidité et régime thermique). Les milieux érodés hétérogènes succèdent aux milieux homogènes et deviennent le nouvel état d’équilibre pour plusieurs décennies.

MODELO GEOMORFOMETRICO APLICADO AL ESTUDIO DE LA EROCION EN CARCAVAS

En la zona de Santiago de Puriscal, Costa Rica, se desarrollo un estudio de carácter geomorfológico, con el objetivo de obtener un modelo empírico que permitiera identificar las áreas más críticas que podrían ser afectados por procesos de erosión severa. A partir del análisis exhaustivo de fotografías aéreas, mapas topográficos, monitoreo de la erosión y trabajo de campo, se logro establecer una significativa correlación espacial entre la ocurrencia de cárcavas de laderas (valley-side gullies), pendiente del terreno y densidad de drenaje de primer orden (Dd1). Con estos resultados se ha propuesto el diseño de un modelo empírico, de fundamentos geomorfométricos, que facilita la zonificación, a nivel regional, de la susceptibilidad diferencial al desarrollo de formas erosivas severas como las cárcavas, terracetas y remoción en masa. La aplicación del modelo Geomorfométrico a otras zonas del país como Tilarán, Santa Cruz, Liberia, Hojancha y Buenos Aires brindó resultados semejantes a los de Puriscal, demostrándose con esto su calidad de modelo exportable La aplicación del sistema de información geográfica IDRISI, facilito enormemente al análisis espacial y estadístico de los datos generados y procesados en esta investigación.