Le site canadien des pingos

Milieu naturel

Géographie

Pingos et zones humides
Pingos et zones humides
© Parcs Canada / Hillarie Zimmermann

La péninsule de Tuktoyaktuk représente l'un des paysages les plus inhabituels dans les Territoires du Nord-Ouest et au Canada. Dans cette région, 1 350 buttes en forme de dôme appelées pingos parsèment la toundra semée de lacs comme des volcans miniatures. Ces formes de relief frappantes dans un paysage autrement plat possèdent un noyau de glace et se retrouvent uniquement dans un environnement de pergélisol. Environ un quart des pingos du monde sont dans la région de la péninsule de Tuktoyaktuk.

Le site canadien des pingos protège huit pingos sur une superficie de 16 kilomètres carrés (4 053 acres) près de la collectivité de Tuktoyaktuk. Deux pingos, Ibyuk et Split, dominent le paysage. D'une hauteur de 16 étages (49 mètres ou 160 pieds), Ibyuk est le plus grand pingo au Canada et le deuxième plus grand au monde. Ibyuk Pingo croît d'environ centimètres (3/4 de pouce) par année et a au moins 1 000 ans. La hauteur des autres pingos du site varie entre 5 et 36 mètres (16 à 120 pieds) et ces pingos représentent les différentes étapes du développement d'un pingo.

Le site canadien des pingos présente également de nombreuses autres caractéristiques du pergélisol. L'un des meilleurs exemples d'énorme masse de glace souterraine exposée au Canada se trouve actuellement dans les falaises côtières au nord-est de Peninsula Point. D'autres caractéristiques du pergélisol telles que les coins de glace et les polygones de toundra sont courantes dans toute la région.

Pergélisol

Le pergélisol est une couche de sol dans laquelle la température est continuellement inférieure à 0 °C (32 °F) depuis au moins deux ans. L'épaisseur et la superficie du pergélisol augmentent au fur et à mesure que le climat se refroidit. La température moyenne annuelle est de -11 °C (10,4 °F) et les conditions plus froides pendant les périodes glaciaires ont aidé à créer une épaisse couche de pergélisol dans la région. Dans certaines parties du delta du Mackenzie, le pergélisol pénètre sur plus de 500 m (1 640 pieds) dans le sol et date de plus de 50 000 ans.

Étant donné que la température du sol près de la surface du pergélisol est au-dessus de point de congélation pendant l'été, une couche " active " saisonnière se forme au-dessus du pergélisol. Cette couche commence à fondre après la fonte des neiges en juin et gèle de nouveau entièrement à la fin novembre. Les racines de la plupart des plantes et les tanières des animaux sont confinées à cette couche.

Énormes lits de glace

Glace souterraine exposée à Peninsula Point
Glace souterraine exposée à Peninsula Point
© Parcs Canada / Elisa Hart, 2000

Peninsula Point au site canadien des pingos est l'un des meilleurs endroits au Canada pour voir un lit massif de glace exposée. L'érosion côtière pendant les tempêtes a exposé ici une partie d'un versant et a révélé un mur de glace surmontée de toundra de 500 mètres de long et de 10 mètres de haut (33 pieds) à certains endroits.

On retrouve dans les couches supérieures du pergélisol un énorme lit de glace et une lentille d'eau souterraine gelée. Courants dans toute la région et d'une épaisseur de plus de 40 mètres (132 pieds), les énormes lits de glace, comme les pingos, se développent généralement pendant la croissance du pergélisol et peuvent dater de milliers d'années.

À Peninsula Point, le lit de glace s'est formé à la fin de la dernière glaciation au fur et à mesure que le pergélisol s'est développé, et a été alimenté par l'eau provenant du sol non gelé sous-jacent.

Coins de glace et polygones de toundra

Des polygones de toundra entourent un petit pingo
Pingo et polygones de toundra
© Parcs Canada / Elisa Hart, 2000

Les coins de glace prennent forme une fois que le sol devient tellement froid en hiver qu'il se contracte et se fissure. Au printemps, la neige qui fond s'introduit dans les fissures et gèle. Ces minces feuilles verticales de glace peuvent pénétrer jusqu'à cinq mètres (16 pieds) dans le sol et créer un point faible susceptible de craquer de nouveau lorsque la température tombe au cours des hivers suivants. Ce processus répété de fissuration et de remplissage par de l'eau de fonte entraîne la formation de masses de glace verticales en forme de coins qui atteignent parfois trois mètres (10 pieds) de largeur à la surface.

Plusieurs coins de glace reliés créent dans le sol ce qu'on appelle un polygone. Les polygones concaves se forment au fur et à mesure que les coins se développent, et poussent le sol adjacent vers le haut pour créer un bord surélevé. Lorsque plusieurs coins de glace se réunissent, ils forment ensemble un polygone irrégulier dont le bord surélevé a tendance à retenir l'eau et à créer de petites zones humides. Les polygones concaves se développent lorsque les coins de glace continuent de prendre de l'ampleur. Un polygone convexe se développe lorsque le matériau végétal finit par remplir la zone humide centrale d'un polygone concave. L'eau s'écoule en sens contraire : au lieu de s'accumuler au centre du polygone, elle se dirige maintenant dans les fossés adjacents.

L'été, surtout pendant la fonte des neiges, l'eau qui coule le long des coins de glace peut faire fondre ces masses gelées ou drainer en partie un ou deux des nombreux lacs de la région chaque année.

Pingos

Ibyuk Pingo
Ibyuk Pingo
© Parcs Canada / James McCormick, 2002

La présence de nombreux lacs sur la péninsule de Tuktoyaktuk - dont la plupart sont trop profonds pour geler entièrement en hiver - est essentielle à la formation des pingos de la région.

Dans cette région, les lacs de plus de deux mètres (7 pieds) de profondeur ne gèlent pas entièrement en hiver. La présence d'eau toute l'année au fond des lacs protège le lit sableux des lacs contre les températures hivernales glaciales. Par conséquent, le pergélisol sous le lac fond et crée une zone de sol non gelé entre le lac et le pergélisol plus profond sous-jacent.

Un pingo se forme lorsque l'un de ces lacs se draine entièrement ou partiellement et que l'eau n'exerce plus d'effet réchauffant. Exposé aux températures hivernales glaciales, le sable gonflé d'eau de l'ancien lit du lac gèle et l'eau prend de l'expansion. Les pores du sol ne peuvent pas contenir ce plus gros volume et l'eau excédentaire est donc repoussée vers le bas devant le sol gelé. En même temps, le sol adjacent au pergélisol sous-jacent commence à geler et force l'eau excédentaire vers le haut dans le sol qui n'est pas encore gelé. La pression monte à cet endroit du lit et la surface se déforme vers le haut. S'il existe une partie du lit où le pergélisol est relativement mince, et donc plus faible que le sol avoisinant, le pergélisol est déformé vers le haut et soutenu par une lentille d'eau. Une butte en forme de dôme se développe et peut être reconnue comme un pingo après quelques années.

Au fur et à mesure que le lit du lac continue de geler, la hauteur de la butte augmente lentement sous l'effet de la pression de l'eau. En même temps, l'eau dans la lentille gèle et crée un noyau de glace dans le pingo, qui continue de se développer tant qu'il reste de l'eau non gelée dans le lit du lac. Le pingo est soutenu pendant toute sa croissance par la pression dans la lentille d'eau. Au cours d'un processus qui peut prendre des centaines d'années, la lentille d'eau gèle graduellement et le pingo arrête de grandir.

OUne fois que son noyau est exposé au soleil, le pingo commence à s'effondrer
Pingo en train de s'effondrer
© Parcs Canada / 1988

Quand un pingo croît, le sol s'étire pour accueillir sa superficie croissante. La toundra se fissure en certains endroits, généralement dans le sens de la longueur du pingo, surtout près du sommet. Ces fissures peuvent atteindre le noyau de glace et le sommet du pingo ressemble à un cratère si elles sont assez grandes. De l'eau séjourne parfois dans le cratère et peut commencer à faire fondre le noyau de glace. Il arrive plus souvent que le soulèvement des côtés du pingo crée des pentes raides qui peuvent devenir instables et commencer à s'éroder. Si la glace est exposée au soleil, le noyau commence à fondre et le pingo commence à s'effondre car il perd son appui central.

Pingo effondré
Pingo effondré
© Parcs Canada

Lorsque le noyau a entièrement fondu, il ne reste qu'un anneau de toundra surélevée entourant un petit lac rond. Dans les régions plus chaudes, par exemple en Irlande et aux Pays-Bas, les vestiges de pingos effondrés ont aidé les scientifiques à déterminer qu'il faisait autrefois assez froid pour assurer la présence de pergélisol.

Géologie

Le site canadien des pingos appartient à la structure géologique du bassin Beaufort-Mackenzie. Cette région reçoit des sédiments des chaînons Richardson et d'autres formes de relief plus ou moins disparues près du fleuve Mackenzie depuis au moins 100 millions d'années. Le substratum dans la région de Tuktoyaktuk est formé de ces sédiments de grès et de shale. Le substratum le plus récent est la formation de Beaufort, qui contient toute une gamme de matériaux allant de particules de la taille du gravier à l'argile.

Le substratum est recouvert d'un épais dépôt de sable, recouvert pour sa part de sédiments mixtes laissés par la dernière progression glaciaire. Le sable forme deux couches. La couche inférieure est un dépôt gris bien trié à grain moyen appelé la formation de Kidluit et qui a probablement été déposé dans une vaste plaine alluviale. Cette couche est recouverte par la formation Kittigazuit, un dépôt brun à grain fin qui provient probablement d'un grand delta, mais qui comprend également du sable que le vent a déplacé dans le climat froid et sec qui a précédé la dernière glaciation. Ce sable a été exposé à Peninsula Point, où Kilutqusiaq Pingo a été coupé et érodé par l'océan, et il est également sous-jacent aux énormes lits de glace de la région.

Une couche de sédiments mixtes appelée till recouvre les couches de sable et constitue des vestiges de la dernière nappe glaciaire ayant recouvert la région. La couche énorme de glace à Peninsula Point s'est formée entre le sable de Kittigazuit et le till. Sa partie supérieure se trouve entre un et dix mètres sous la surface du sol. La glace contient suffisamment de sable fin et de limon pour qu'elle semble rubanée.

Climat

Le site canadien des pingos reçoit en moyenne 140 mm de précipitations par année, soit moins de la moitié des précipitations annuelles moyennes de la vallée de l'Okanagan en C.-B., des bad-lands de l'Alberta ou de la prairie sèche du sud de la Saskatchewan.

L'état des glaces dans la mer de Beaufort régit largement les précipitations dans la région de Tuktoyaktuk. Lorsque le vent dominant souffle sur les eaux libres du sud de la mer de Beaufort, il récolte l'humidité nécessaire aux précipitations. Par conséquent, la plupart des précipitations surviennent pendant l'été et au début de l'automne, lorsqu'il n'y a pas de glace dans le sud de la mer de Beaufort. La glace s'étend jusqu'à la côte le reste de l'année et il y a donc très peu de pluie ou de neige.

L'été, il y a souvent du brouillard le long de la côte, surtout s'il y a une brise de mer, mais le brouillard disparaît généralement vers midi.

La température moyenne dans la région de Tuktoyaktuk est de -26 °C (-15 °F) en février à 11 °C (52 °F) en juillet, et il peut geler à n'importe quelle période de l'année. Les étés sont très courts. La température est au-dessus de zéro uniquement en juin, juillet et août. Toutefois, comme il fait jour 24 heures sur 24, la température peut atteindre 30 °C (86 °F) l'été. L'hiver, elle peut chuter jusqu'à -50 °C (-58 °F).

Faune

Renard arctique
Renard arctique
© Parcs Canada / James McCormick / Juillet 2001

Très peu d'animaux vivent au site toute l'année en raison de sa superficie relativement petite. Une grande variété d'animaux traverse toutefois le site ou s'y rend sur une base saisonnière.

Mammifères

On voit parfois des caribous des hardes de cap Bathurst et Bluenose-West qui s'alimentent au site et des gros carnivores comme le grizzli, l'ours polaire et le loup qui sont à la recherche de nourriture. Les plus petits animaux tels que le renard arctique, le renard roux et le spermophile arctique sont plus communs. Les pentes relativement sèches des pingos constituent en effet des endroits idéaux pour les tanières de ces petits mammifères.

Oiseaux

La région contient un habitat important pour les oiseaux nicheurs et migrateurs, particulièrement les oiseaux aquatiques. À la fin du printemps, la région accueille les oies migratrices, notamment la bernache cravant, la petite oie des neiges et l'oie rieuse. La région constitue également un habitat important pour le cygne siffleur et le plongeon. Les canards tels que le colvert, la sarcelle d'hiver, l'eider à tête grise, l'eider à duvet et le harelde kakawi sont communs dans la région, tout comme diverses espèces de mouettes et d'oiseaux de rivage.

Poissons

On retrouve diverses espèces de poissons dans les eaux peu profondes des baies et des zones côtières du site, notamment le hareng du Pacifique, le cisco arctique, la cisco sardinelle, la lotte, le corégone tschir et l'inconnu.

Végétation

Linaigrette, Eriophorum sp.
Linaigrette, Eriophorum sp.
© Parcs Canada / Fritz P. Mueller

Le site canadien des pingos est situé dans l'écozone du Moyen-Arctique, une aire de transition importante entre la pessière au sud et la toundra arctique sans arbres au nord.

La chorologie des plantes au site dépend largement du drainage. Les pentes sèches des pingos constituent un bon habitat pour les arbustes nains. Les communautés de carex prospèrent au centre humide des polygones de toundra concaves mal drainés, tandis que les arbustes nains se retrouvent sur les bords surélevés et plus secs des polygones. Les communautés végétales sont inversées dans les polygones convexes. Les arbustes nains poussent dans l'intérieur sec et les communautés de carex remplissent les fossés humides qui se recoupent.

Parmi les plantes types des régions sèches du site, on retrouve le saule, la camarine noire, l'airelle rouge, le thé du Labrador, la bruyère, le bouleau glanduleux et le ronce petit-mûrier. Parmi les communautés végétales des régions humides, notons le carex, les buttes de gazon, la cladonie des rennes et certaines espèces de saule.