fleuves arctiques

La mise en place d'un programme sur l'Arctique est une occasion de mobiliser la communauté française des SIC sur les fleuves arctiques. Plusieurs groupes ont déja investi l'arctique, mais nous pouvons sans doute venir avec un programme plus intégré.
Parmi les enjeux de l'étude des bassins versants arctiques, nous pouvons citer:
- L'arctique étant un océan relativement fermé, les apports détritiques viennent de d'une dizaine de grands fleuves échantillonnables. Comprendre l'enregistrement sédimentaire de l'Arctique, déconvoluer les effets climatiques de ceux des sources continentales, passe par une meilleure connaissance des flux sédimentaires et de leur nature.
- L'arctique est un milieu froid ce qui signifie que les réactions d'altération chimiques qui forment les sols et consomment du gaz carbonique de l'atmosphère sont lentes. Par contre, dans l'arctique, pour la même raison, la matière organique est abondante car mal décomposée. Elle permet des réactions chimiques qui n'existent pas ailleurs car cette matière organique a des propriétés complexantes vis à vis de bon nombre d'éléments chimiques et des métaux. L'Arctique est donc un laboratoire naturel ou l'altération chimique est faible et particulière. Tout réchauffement climatique tendra a changer les conditions des interactions entre le cycle de l'eau et les roches dans les écosystèmes arctique. Il est important de pouvoir prédire à quelle vitesse se formeront les sols, pellicule sur laquelle l'humanité vit et se nourrit, en particulier en Arctique, dans les millénaires à venir. L'article de Beaulieu et al., 2O11 dans Nature Climate Change a ouvert la boite de Pandore du rôle des feedbacks continentaux dans les scénarios d'évolution climatique. De nombreuses questions demeure car les processus restent très mal connus et nous devons mobiliser les outils (chimiques, minéralogiques, isotopiques, microbiologiques) pour les identifier plus précisément.
- Du point de vue hydrologique, les fleuves arctiques ont des régimes particuliers qui nécessiterait des projets de recherche.

Effectivement, nous sommes peu nombreux à travailler sur les grands fleuves arctiques.
Il serait intéressant d'établir une synthèse des évolutions des débits observés sur des cours d'eau peu ou pas modifiés par les grands aménagements (barrages en particulier) au cours des décennies passées.
Côté Sibérie centrale (la Léna), nous observons une petite évolution des débits moyens mensuels depuis le début des années 1990. Mais surtout, on voit une nette évolution des débits de crue. De plus, l'augmentation de la température de la Léna moyenneentraîne une érosion plus forte des berges (voir message posté sur le thème "permafrost" ; voir également Costard et al. 2007 et Gautier et al. 2011) ).
La modification des écoulements et de l'érosion des berges a des conséquences en termes de risques :
- instabilité accrue des berges : or la majorité des villes de Sibérie centrale et septentrionale sont installées en bordure de cours d'eau;
- aggravation des inondations mettant en péril villes et infrastructures portuaires;
- instabilité accrue des chenaux navigables liée à l'apport de sédiments (voir message posté sur la question de la navigation).
L'amincissement de la glace de fleuve l'hiver et l'augmentation des débits hivernaux pose également des difficultés : risque accru pour traverser les fleuves en véhicule l'hiver et problème de ressource en eau potable pour les populations locales.

Comme indiqué au cours d'échanges d'e-mails privés, je pense que l'on peut obtenir de belles contraintes sur les variations des taux d'érosion au cours du temps en utilisant des couples isotopiques tels que le Nd et l'Hf. On pourrait envisager de travailler sur des carottes sédimentaires faites en mer et dans l'estuaire de la MacKenzie et coupler ce travail à l'étude des sédiments de rivière. Nous devrions être capable de quantifier les fractionnements chimiques et isotopiques entre sources continentales et sédimentation océanique et leur variabilité au cours du temps (et donc des conditions paléoclimatiques).
Ce travail ne prendra toute sa valeur que s'il est fait en collaboration avec d'autres études chimiques et isotopiques sur les mêmes échantillons!!

Dans le cadre du GRI ZPA, nous travaillons a la datation U-Th/He des roches sédimentaires du N-Yukon. Un complement d'échantillonnage par carottage dans le delta de la McKenzie nous permettrait de mieux contraindre les stades récents de la surrection des Brittish Mountains et des McKenzie Ranges elle-même. L'etude des zircons détritiques serait aussi riche d'enseignement sur les sources. Jusqu'à quelle profondeur ces forages sont-ils envisageables ? L'échantillonnage du bed-rock est-il systématique ?
Voila une piste de collaboration a explorer.
A bientot, Loic.