Description et distribution des unités cryostratigraphiques

Les unités cryostratigraphiques déterminées vont comme suit (l’intervalle entre parenthèses signifie la plage de profondeur où se trouve la limite supérieure des unités cryostratigraphiques) :

 Unité cryostratigraphique A – Diamicton (>12-6+ m)

 Unité cryostratigraphique B – Sédiments stratifiés (>10-5 m)

 Unité cryostratigraphique C – Silt riche en glace, unité inférieure (4-2 m)  Unité cryostratigraphique D – Silt massif (3-1 m)

 Unité cryostratigraphique E – Silt riche en glace, unité supérieure (1.0-0.3 m)

Dans le texte descriptif qui suit, les abréviations entre parenthèses, en italique et en gras, font référence aux descriptions des assemblages pédo-sédimentaires et de la glace intrasédimentaire détaillés aux annexes 9 et 10.

Figure 37 – Disposition des unités cryostratigraphiques rencontrées dans les forages de la coupe A–A’.

Figure 38 – Cryofaciès dominant de chaque unité cryostratigraphique (voir le texte pour description). A représente le diamicton, B représente les sédiments stratifiés, C représente l’unité inférieure de silt riche en glace, D représente l’unité de silt massif et E représente l’unité supérieure de silt riche en glace. Les carottes ont un diamètre approximatif de 100 mm. Pour chaque couple, l’image de gauche représente la tomographie et celle de droite la photographie. Sur les tomographies, le blanc indique le matériel le plus dense et la teinte s’assombrit à mesure que la densité diminue; la glace apparaît plus foncée que les sédiments encaissants. L’échelle chromatique est

83

3.4.1.1 Unité cryostratigraphique A – Diamicton (>12-6+ m)

L’unité A est constituée d’un diamicton à matrice sablo-silteuse pauvre en glace (IIICbz) avec fragments rocheux subangulaires à subarrondis. Autrement dit, sa distribution granulométrique est grossière, mal triée puis contient une fraction boueuse importante. La cryostructure est uniquement interstitielle invisible (AM) et sa teneur en glace apparaît faible. Stephani (2013) avait mesuré la dimension moyenne des grains à 385.0 μm. La fraction graveleuse vaut 25.8 %, la fraction sableuse vaut 33.8 %, la fraction silteuse vaut 31.2 % et la fraction argileuse vaut 9.2 % (Stephani, 2013). La glace excédentaire, la matière organique, le téphra ou les fragments de bois n’ont pas été observés.

Cette unité n’a été que rarement rencontrée, soit dans 5 % des 145 m de forage conservés. Dans tous les forages où elle a été observée, elle en constituait la partie la plus profonde (figure 37). Aucun indice n’existe quant à son épaisseur totale. L’occurrence de l’unité A la plus près de la surface été trouvée au forage YG12-2 (à 6.15 m sous la surface) alors que la plus profonde l’a été au forage YG5-1 (à 11.8 m sous la surface).

3.4.1.2 Unité cryostratigraphique B – Sédiments stratifiés (>10-5 m)

L’unité B est constituée d’un mélange de sédiments silto-sableux et organiques, finement stratifiés et/ou perturbés (IIAChbz et IICbz). Elle est pauvre en glace et contient parfois des lits de sables et graviers, des inclusions de bois (BF), des roches et graviers épars et des traces de téphra (TE). Sa cryostructure dominante est aussi interstitielle invisible (AM) quoique parfois stratifiée-lenticulaire (SL). Dans ce cas, les lentilles s’insèrent dans les plans de stratifications. Une quantité notable de glace pelliculaire est aussi perceptible autour des fragments de bois et roche puis des discordances angulaires (\\) sont parfois perceptibles. La distribution granulométrique n’a pas été mesurée vu la très importante variabilité des sédiments. La portion des fragments de bois (BF) trouvés est quant à elle relativement importante; elle correspond à 37 % du total.

Cette unité est bien représentée dans les forages (dans 9/29), elle représente 19 % de la longueur totale recueillie. Elle était systématiquement observée par-dessus l’unité A lorsque cette dernière avait été atteinte (figure 37). L’unité B a en plus été rencontrée au fond des forages

YG2-1, YG1-2 et YG1-3. Son épaisseur varie autour de 2-3 m, sa transition avec l’unité A est très abrupte.

3.4.1.3 Unité cryostratigraphique C – Silt riche en glace, unité inférieure (4-2 m)

L’unité C est constituée d’un silt riche en matière organique et en glace souvent d’apparence cryoturbée (AChybz). Elle contient parfois aussi le mélange de diamicton et tourbe boisée (IIIOmbz), des fragments de bois (BF) et des traces de téphra (TE). Sa cryostructure est bien développée et inclut la glace microlenticulaire (MS), la glace stratifiée-lenticulaire (SL), la glace ataxitique (AS) et la matrice organique (PAM). Un mélange de cryostructures réticulées, stratifiées-lenticulaires, interstitielle visibles et microlenticulaires (RSPM) peut être rencontré plus rarement, en association avec de la glace massive stratifiée horizontalement et truffée de bulles rondes (MH). La glace de coin (MV) sur plusieurs mètres est aussi caractéristique, plusieurs lentilles notables (LN) ont été trouvées et les discordances angulaires (\\) apparaissent comme relativement courantes. Stephani (2013) a mesuré la dimension moyenne des particules à 19.0 μm. La fraction graveleuse vaut 1.5 %, la fraction sableuse vaut 11.5 %, la fraction silteuse vaut 76.1 % et la fraction argileuse vaut 10.9 %. Les contenus gravimétriques en glace et en matière organique ont été mesurés respectivement à 109 % et 7.7 % (Stephani, 2013). La plupart des fragments de bois (~49 %) et la plupart des coins de glace (74 %) ont été trouvés dans cette unité. Des traces de téphra ont aussi été rencontrées. Plusieurs carottes étaient en plus affectées par des convolutions associées aux coins de glace. La classification entre les unités B ou C reste ambigüe lorsque le contenu organique est anormalement élevé (comme à YG9).

L’unité C est la mieux représentée, elle vaut pour 51 % des 145 m de forages récupérés (dans 21/29 forages). Sa base est normalement observée entre 3 et 10 m de profondeur. Son épaisseur était difficile à évaluer vu l’absence de contact clair avec l’unité cryostratigraphique sous-jacente (figure 37). Les données sont toutefois suffisantes pour estimer une épaisseur minimum de 6 m sous la partie la moins élevée du milieu humide. Cette épaisseur tend à diminuer en s’approchant de la forêt des crêtes et des buttes. La transition du contact avec l’unité B (YG5-1 et YG1-1) apparaît comme un raffinement graduel des particules du bas vers le haut. La clarté et la densité des stratifications tendent à graduellement diminuer dans le même sens (l’organisation des particules devient de plus en plus nébuleuse). En contrepartie, la transition

85

des cryostructures est abrupte; la glace interstitielle invisible de l’unité B disparaît instantanément pour laisser place à la multitude de cryostructures identifiées.

3.4.1.4 Unité cryostratigraphique D – Silt massif (3-1 m)

L’unité D est constituée d’un silt massif pauvre en glace (Cgjz) qui inclut parfois des gleyifications, des racines décomposées et quelques failles oxydées. Il inclut parfois aussi des graviers (Cgjz2). Sa cryostructure dominante est interstitielle invisible, parfois aussi microlenticulaire et réticulée (AM) faiblement développée. Le silt massif inclut rarement quelques lentilles bien développées dans sa partie supérieure (LN). À sa base, quelques intrusions de silt sableux isolé (SIR) et de glace stratifiée horizontalement (MH) ont été observées; cet assemblage semble référer à un pseudomorphe. Stephani (2013) a mesuré la dimension moyenne des particules à 19.0 μm. La fraction graveleuse vaut 0.1 %, la fraction sableuse vaut 17.1 %, la fraction silteuse vaut 68.2 % et la fraction argileuse vaut 14.0 %. Les contenus gravimétriques en glace et en matière organique ont été mesurés respectivement à 47 % et 3 % (Stephani, 2013). Dans cette unité, quelques fragments de bois (~7 %) et quelques coins de glace (20 % de tous ceux qui ont été compilés) ont été observés. Des traces de téphra (TE) apparaissent en un seul endroit.

Cette unité est bien représentée. Faisant 19 % des 145 m de carottes récupérées, elle se retrouvait dans près du tiers des forages (18/29). Elle a été rencontrée à une profondeur de 5-2m et son épaisseur apparaissait autour de 1-3m (figure 37) ou moins encore (1.90-2.25 m – figure 40A). Le contact cryostratigraphique avec l’unité sous-jacente (unité C) est clair et fréquemment observé; de l’unité C vers le haut, le matériel reste similaire et la cryostructure riche en glace disparaît instantanément pour laisser place à la cryostructure interstitielle invisible. Cette transition constitue une discordance de dégel secondaire et peut parfois tronquer les coins de glace de l’unité C (voir la figure 40 pour un exemple).

3.4.1.5 Unité cryostratigraphique E – Silt riche en glace, unité supérieure (1.0-0.3 m)

L’unité E est génétiquement reliée à la couche active; elle prolonge les cryosols organiques et statiques (Ahz, Cgjz, Ofz, Omz et Omz) décrits à la section précédente (figure 27). Son silt grossier sableux (Cgjz) thixotropique est le même et il contient aussi parfois des graviers épars (Cgjz2). Sa distribution granulométrique est aussi similaire à celle de l’unité D, mais sa

cryostructure diffère. L’unité E est constituée d’une série typique en deux cryofaciès, dont l’ensemble est montré à la figure 40. Le premier s’élève à partir de l’unité D et son contenu en glace microlenticulaire (MS) augmente progressivement vers le haut pour atteindre une zone particulièrement riche en glace. Le second s’y superpose, il apparaît où la cryostructure change soudainement pour devenir ataxitique et stratifié-lenticulaire (figure 40 – AS). Cette dernière zone est délimitée par d’importantes lentilles de glace (figure 40 – LN >1 cm). Une couche irrégulière de téphra (TE) est normalement rencontrée au plafond du pergélisol.

Le contenu moyen en matière organique de l’unité E est de 26.0 %. Sa densité gelée moyenne (n = 60) est de 1.32 g/cm3 _{et varie avec un écart-type de 0.31 g/cm}3 _{(tableau VII). Ces}

statistiques sont subtilement différentes lorsque le pergélisol de la forêt et celui des milieux humides et transitoires sont distingués. La moyenne (n = 19) dans la forêt est de 1.47 g/cm3 _et

celle dans le milieu humide et transitoire (n = 41) est de 1.25 g/cm3_{. La densité gelée suit une}

tendance décroissante vers la profondeur. Elle ne semble toutefois pas distincte entre les différentes unités écologiques (figure 39). La totalité des coins de glace en surface a été observée dans le milieu humide. Ceux qui ont été rencontrés ailleurs étaient enfouis (le premier dans le ravin initié par la tranchée et le second dans le forage ADAPT2.1b). La densité de deux morceaux de glace massive de coin a été mesurée à 0.84 et 1.07 g/cm3 _{(le premier n’incluait}

aucun sédiment et beaucoup de gaz). Le contenu gravimétrique moyen en glace de l’unité E est de 2.55 g/g. Le tassement potentiel réfère à la glace excédant la porosité, sa valeur moyenne est de 0.32 cm/cm et varie avec un écart-type de 0.28 cm/cm (tableau VII).

L’unité E est présente partout au site d’étude, mais n’a pas été rencontrée très souvent dans la coupe A–A’. Elle l’a été dans 11/29 forages, presque tous nouveaux. Lorsqu’accessible, sa base était rencontrée autour de 2-3 m sous la surface; son épaisseur varie autour de 1-2 m. La transition de sa cryostructure avec celle de l’unité D est difficilement reconnue. Cette unité inclut des coins de glace 1 m sous la surface du milieu humide seulement; aucun n’a été observé dans la forêt.

87

Figure 39 – Densité des carottes gelées associées aux cryosols statiques ou organiques. Noter l’inversion de l’abscisse, elle vise à mettre en évidence le contenu en glace plutôt que la densité à proprement parler.

Moyenne Écart-type Minimum Maximum Densité gelée (g/cm³) 1.32 0.31 0.84 2.11

Contenu en eau (g/g) 2.55 5.48 0.13 42.9 Tassement potentiel (cm³/cm³) 0.32 0.28 0 0.81

Figure 40 – Cryofaciès typique à la base de la couche active A) à la marge de la pessière à mousse (forage ADAPT2.1b) et B) dans le milieu humide (forage ADAPT1.1b). Les carottes ont un diamètre de 75 mm. Les unités C et D peuvent être reconnues à la base du forage. L’image de gauche représente la tomographie et celle de

droite la photographie. Sur les tomographies, le blanc indique le matériel le plus dense et la teinte s’assombrit à mesure que la densité diminue; la glace apparaît plus foncée que les sédiments encaissants. L’échelle