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Analyses multidisciplinaires des sédiments laminés de trois lacs profonds de la Côte-Nord du Québec pour reconstituer les variations paléoenvironnementales.

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Nzekwe, Obinna Peter (2020). Analyses multidisciplinaires des sédiments laminés de trois lacs profonds de la Côte-Nord du Québec pour reconstituer les variations paléoenvironnementales. Thèse. Québec, Doctorat en sciences de la terre, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 227 p.

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Résumé

Cette thèse a pour objectif de reconstituer les contextes environnementaux passés à partir de l’étude de sédiments (annuellement) laminés de trois lacs de fjord profonds (les lacs Pentecôte, Walker et Pasteur) sur la Côte-Nord, Québec, dans l’Est du Canada. L'analyse des faciès à l'aide de tomodensitogrammes et de lames minces de 42 carottes de sédiments prélevées le long de transects révèle que les lacs Pentecôte, Walker et Pasteur contiennent des sédiments bioturbés, partiellement laminés et bien laminés. Il a été établi que le lac Walker est caractérisé par des facteurs morphologiques (tels qu'une profondeur relative plus élevée, une profondeur moyenne, une profondeur maximale, une limite critique et une exposition topographique) qui favorisent la préservation de la structure laminée des sédiments. La comparaison du nombre de couplets annuels avec les modèles chronologiques du 210Pb d'une carotte courte, WA14-06-R (43 cm de long), indique que les sédiments laminés récents de ce lac sont probablement des varves. Ces résultats ont motivé les analyses multi-échelles d'une séquence composite de ~4,0 m de long, WA15-08- U, afin de reconstituer un enregistrement varvé de l'Holocène Supérieur de ce lac. Une nouvelle chronologie varvée de ~ 900 ans du lac Walker a été établie sur la base de l’analyse d’image de 16 lames minces. Le comptage des varves est ancré par quatre datations au radiocarbone. Celle-ci fournit le premier enregistrement annuellement laminé dans une région où des enregistrements similaires sont actuellement inexistants. Par conséquent, l’enregistrement du Lac Walker entre 2340 et 3200 ± 20 cal BP offre un fort potentiel pour reconstituer les conditions hydro-climatiques dans cette région. Ce lac contient principalement des varves clastiques; l'épaisseur moyenne des varves est de 0,86 mm. Des analyses multi-paramètres incluant les propriétés sédimentologiques, géochimiques, paléomagnétiques et palynologiques des sédiments des lacs de fjord Pentecôte et Walker ont été utilisées pour reconstituer les changements paléoenvironnementaux survenus lors de la transition d’un environnement glaciaire à postglaciaire. Deux principaux faciès sédimentaires ont été identifiés : les faciès argileux et lamines déposés dans un environnement proglaciaire et les sédiments laminés déposés dans un environnement paraglaciaire / postglaciaire. La transition entre ces deux environnements est caractérisée par de brusques changements des propriétés texturales et géochimiques. Au même titre, des changements abrupts de l’inclinaison magnétique et d’une augmentation de la diversité des palynomorphes caractérisent cette transition. Sur la base de la datation au radiocarbone, il apparait qu’une interruption (hiatus) de la sédimentation dans les lacs Pentecôte et Walker est survenue entre ~ 22 et 8 ka cal BP et entre ~ 18 et 8 ka cal BP, respectivement.

Abstract

This thesis aims to reconstruct past depositional environments based on laminated sediments from three deep fjord-lakes (lakes Pentecôte, Walker and Pasteur) on the Québec North Shore, eastern Canada. Facies analysis using CT-scan images and thin-sections of 42 short sediment cores sampled along transects reveals that lakes Pentecôte, Walker and Pasteur contain bioturbated, partially laminated and well laminated sediments. It has been established that Lake Walker is characterized by morphological factors (such as higher relative depth, mean depth, maximum depth, critical boundary and topographic exposure) that favour the preservation of sediment laminae. Comparison of laminae couplets counts to 210Pb chronology models of a short core, WA14-06-R (43 cm long) indicates that the laminated upper sediments from that lake are likely varves. This evidence formed the basis for multi-scale analyses of a ~4.0 m long composite sequence, WA15-08-U from Lake Walker in order to reconstruct a late Holocene varve record from that Lake. A new ~900-year varve chronology from Lake Walker was established based on image analysis of 16 thin-sections supported by radiocarbon dating. The varve counts are anchored on four radiocarbon dates. The varve chronology from Lake Walker provides the first varve record in a region where similar records are presently non-existent. Moreover, there is a high potential to establish longer and high-resolution records of past climate in the region based on these findings. Lake Walker contains mainly clastic varves; mean varve thickness is 0.86 mm. Multi-proxy analyses including sedimentological, geochemical, paleomagnetic and palynological properties of sediments from fjord-lakes Pentecôte and Walker were used to reconstruct paleoenvironmental changes that occurred during the transition from glacial to postglacial environments. Two principal sediment facies were identified: rhythmically laminated clay facies deposited in a proglacial environment, and laminated sediments deposited in paraglacial/postglacial environment. The transition from the former to the latter is characterized by abrupt changes in textural and geochemical properties and paleomagnetic inclinations, as well as increase in palynomorph diversity. Based on radiocarbon dating, age and/or sedimentation hiatus is inferred in lakes Pentecôte and Walker between ~22 and 8 ka cal BP and between ~18 and 8 ka cal BP, respectively.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Francus, Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse: St-Onge, Guillaume; Lajeunesse, Patrick
Mots-clés libres: lac Pentecôte;lac Walker; lac Pasteur; Côte-Nord; varves sédiments; paléoclimats; changements climatiques; Holocène supérieur;
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 15 oct. 2020 18:03
Dernière modification: 15 oct. 2020 18:03
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/10406

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