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Tundra lakes and permafrost, Richards Island, western Arctic coast, Canada.

Authors :
Burn, C R
Source :
Canadian Journal of Earth Sciences; Aug2002, Vol. 39 Issue 8, p1281-1298, 18p
Publication Year :
2002

Abstract

Lakes, of average size 33 ha, occupy a quarter of the surface area of Richards Island, Northwest Territories. Most of the lakes have a central pool deeper than the thickness of winter ice, and many have prominent, shallow, littoral terraces. The relatively warm lake bottoms cause considerable disturbance to the surrounding continuous permafrost. Water and lake-bottom temperatures, the configuration of permafrost, and active-layer thickness were measured at a tundra lake between 1992 and 1997. The lake is oval, 1.6 km long, 800 m wide, and as deep as 13 m. Sandy terraces, covered by less than 1 m of water, extend over 100 m from the shore. The terraces are underlain by permafrost, which terminates almost vertically at their edge. The annual mean temperature measured at lake bottom in the central pool ranged between 1.5°C and 4.8°C, depending on depth, and between –0.2°C and –5°C on the terraces, due to differences in snow cover and proximity to the central pool. In consequence, the temperature of permafrost at 7 m depth in the terraces also varied, from –2°C near shore to –5°C in mid-terrace. The active layer in the terraces was uniformly 1.4 m deep. Geothermal modelling of talik configuration indicates that there is no permafrost beneath the central pool of the lake. The modelling indicates that, under equilibrium conditions, about one quarter of the lakes on Richards Island have taliks that penetrate permafrost, and at least 10–15% of the island is underlain by talik. Short-term climatic changes predicted for the region imply a small increase in summer lake-water temperature and an extension of the open-water season, accompanied by thicker snow cover in winter. Following such changes, with longer freeze-up and warmer terrace temperatures in winter, permafrost may not be sustainable in the lake terraces.Le quart de la superficie de l'île Richards, dans les Territoires du Nord-Ouest, est occupé par des lacs, dont la superficie moyenne est de 33 ha. La plupart des lacs ont un bassin central plus profond que l'épaisseur de la glace en hiver et plusieurs ont des terrasses littorales, proéminentes et peu profondes. Le fond relativement chaud des lacs perturbe considérablement le pergélisol avoisinant. Les températures de l'eau et du fond du lac, la configuration du pergélisol et l'épaisseur de la couche active ont été mesurées dans un lac de toundra entre 1992 et 1997. Le lac est de forme ovale, il a une longueur de 1,6 km, une largeur de 800 m et sa profondeur atteint 13 m. Des terrasses de sable, recouvertes de moins d'un mètre d'eau s'étendent à plus de 100 m de la berge. Le pergélisol se retrouve sous les terrasses et il se termine presque verticalement au bord de ces terrasses. La température moyenne annuelle mesurée au fond du lac dans le bassin central varie entre 1,5 et 4,8 ºC et elle varie entre –0,2 et –5,0 ºC sur les terrasses; ces différences sont fonction du couvert de neige et de la proximité au bassin central. En conséquence, la température du pergélisol, à une profondeur de 7 m, varie également, de –2 près de la berge à –5 ºC au milieu de la terrasse. La couche active des terrasses a une profondeur uniforme de 1,4 m. Une modélisation géothermique de la configuration du talik indique qu'il n'y a pas de pergélisol sous le bassin central du lac. La modélisation indique aussi que, sous des conditions d'équilibre, environ le quart des lacs sur l'île Richards ont des taliks qui pénètrent le pergélisol et qu'il y a des taliks sous environ 10 à 15 % de l'île. Les changements climatiques à court terme prévus pour la région impliquent une faible augmentation de la température des eaux des lacs en été et une extension de la saison des eaux libres, accompagné d'un couvert de neige plus épais en hiver. Après de tels changements, accompagnés, en hiver, de périodes de gel plus longues et de températures plus chaudes pour les terrasses, il se pourrait que le pergélisol ne subsiste pas dans les terrasses des lacs.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Details

Language :
English
ISSN :
00084077
Volume :
39
Issue :
8
Database :
Complementary Index
Journal :
Canadian Journal of Earth Sciences
Publication Type :
Academic Journal
Accession number :
10559712
Full Text :
https://doi.org/10.1139/e02-035