Reconstitution hydrologique millénaire dans la forêt boréale du Labrador à partir des sédiments varvés de Grand Lake.

Gagnon-Poiré, Antoine (2023). Reconstitution hydrologique millénaire dans la forêt boréale du Labrador à partir des sédiments varvés de Grand Lake. Thèse. Québec, Doctorat en sciences de la terre, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 218 p.

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Résumé

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La découverte de sédiments annuellement laminés dans Grand Lake révèle le premier enregistrement varvé continu identifié dans la forêt boréale du Labrador. La profondeur du lac, la disponibilité en sédiments fins dans le bassin versant, l’importance des apports fluviaux saisonniers, et la stratification de la colonne d'eau ont favorisé la formation et la préservation de varves clastiques d’origine fluviale. Des données issues de profilages physico-chimiques de la colonne d’eau et d'un mouillage équipé de deux pièges à sédiments séquentiels et de capteurs de température fournissent des informations sur la formation et le dépôt des sédiments laminés dans le lac. Les résultats indiquent une saisonnalité marquée dans la stratification du lac et les apports de sédiments. De plus, ils mettent en évidence un lien étroit entre les conditions hydrologiques, la dynamique interne de la colonne d'eau et les apports sédimentaires. Ces observations démontrent que Grand Lake se comporte comme un lac dimictique propice à la formation de courants hypopycnaux et hyperpycnaux. L'analyse de courtes carottes de sédiments prélevées à la tête du lac confirme que les laminations sont annuelles et qu'elles constituent d'excellents indicateurs paléohydrologiques naturels de haute précision temporelle. La formation des varves proximales est liée aux conditions de débit printanier avec des contributions des événements pluvieux d'été et d'automne. Une carotte longue provenant d’un site distal permet d’étendre la séquence varvée au-delà du dernier millénaire. La chronologie des séquences sédimentaires est établie à partir de l’analyse d'images haute résolution de lames minces de sédiments et validée par des datations radiométriques ( 137Cs et 14C). La relation statistiquement significative entre les paramètres physiques des varves extraits à partir de lames minces et les observations de débit de la rivière Naskaupi offre l’opportunité de développer la première reconstitution hydrologique annuelle sur la frange occidentale de l'océan Atlantique Nord, couvrant les 1500 dernières années. Les résultats révèlent que les débits des rivières du Labrador étaient élevés durant l'Optimum Climatique Médiéval et plus faibles pendant le Petit Âge Glaciaire, et qu'ils ont été influencés par les modes de variabilité climatique de l'Atlantique Nord. Cette thèse présente des séries de débits qui offrent une perspective millénaire sur la variabilité hydrologique passée dans le grand bassin versant de la mer du Labrador. Cette étude souligne l'importance des enregistrements varvés clastiques pour la compréhension de l'évolution des ressources en eau dans cette importante région productrice d’hydroélectricité.

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The discovery of annually laminated sediments in Grand Lake reveals the first continuous varved record identified in the boreal forest of Labrador. The depth of the lake, the availability of fine sediments in the watershed, the importance of seasonal river inflow, and the stratification of the water column have favoured the formation and preservation of clastic varves of fluvial origin. Data from physico-chemical profiling of the water column and from a mooring equipped with two sequential sediment traps and temperature sensors provide information on the formation and deposition of laminated sediments in the lake. The results indicate marked seasonality in lake stratification and sediment inputs. Moreover, they highlight a close link between hydrological conditions, internal dynamics of the water column and sediment inputs. These observations demonstrate that Grand Lake behaves as a dimictic lake conducive to the formation of hypopycnal and hyperpycnal currents. The analysis of short sediment cores collected at the head of the lake confirms that the laminations are annual and constitute excellent natural paleohydrological indicators with high temporal precision. The formation of proximal varves is related to spring flow conditions with contributions from summer and fall rainfall events. A long core from a distal site allows the varved sequence to be extended beyond the last millennium. The chronology of the sedimentary sequences is established from high-resolution image analysis of thin sections and validated by radiometric dating (137Cs and 14C). The statistically significant relationship between varve physical parameters extracted from thin sections and the Naskaupi River discharge observations provides the opportunity to develop the first annual hydrological reconstruction on the western fringe of the North Atlantic Ocean, covering the past 1500 years. The results reveal that Labrador river discharge was high during the Medieval Climate Optimum and lower during the Little Ice Age, and that it was influenced by modes of North Atlantic climate variability. This thesis presents discharge series that offer a millennial perspective on past hydrological variability in the large watershed of the Labrador Sea. This study highlights the importance of clastic varved records for understanding the evolution of water resources in this important hydroelectric power producing region.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Francus, Pierre
Informations complémentaires:	Résumé avec symboles
Mots-clés libres:	piège à sédiments séquentiel; apports sédimentaires saisonniers; stratification de la colonne d’eau; varve clastique; séquence sédimentaire millénaire; données instrumentales; reconstitution de débit; variabilité climatique de l'Atlantique Nord; paléoclimatologie; sequential sediment trap; seasonal sediment input; water column stratification; clastic varves; millennial sedimentary sequence; instrumental data; streamflow reconstruction; North Atlantic climate variability; paleoclimatology
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	18 avr. 2024 14:16
Dernière modification:	19 avr. 2024 14:08
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15601

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