3.4.3 Teneur en glace de la subsurface

La quantité et le type de glace de sol contrôlent la réaction du terrain aux changements climatiques, surtout dans les régions où le pergélisol est riche en glace. Par exemple, le dégel du pergélisol riche en glace en terrain plat entraîne habituellement une subsidence de la surface du sol et des accumulations d’eau; sur les pentes, la fonte de la glace de sol peut provoquer des glissements de terrain ou de l’érosion en ravins.

La glace de sol se présente sous différentes formes et s’accumule en raison de divers processus. De la glace de ségrégation se forme sous forme de lentilles ou de couches en raison de la migration de l’eau dégelée vers un sol plus froid et du gel subséquent. La glace de fente s’accumule lorsque le pergélisol se fissure en raison du froid extrême. Au printemps, l’eau remplit la fissure et gèle, formant une veine de glace. Des fissures, du remplissage et de la congélation répétés forment de grands coins de glace de sol sur des siècles et des millénaires. La glace de glacier peut être recouverte de sédiments et conservée sous forme de grands corps de glace dans le pergélisol. La pression hydraulique dans les aquifères non gelés peut également entraîner la formation de glace par injection dans le pergélisol. Compte tenu des divers types de processus impliqués dans sa formation, la teneur en glace de sol est contrôlée par plusieurs facteurs, notamment la géologie de surface, le climat, l’histoire glaciaire, la végétation et les conditions d’humidité.

3.4.3.1 Sources de données

Circum-Arctic Map of Permafrost and Ground-Ice Conditions, version 2 : https://nsidc.org/data/ggd318 [en anglais seulement] (Brown et coll., 2002). Représentation des conditions de la glace de sol dans l’hémisphère Nord. L’abondance relative de la glace de sol visible dans les 10 à 20 m supérieurs est estimée en pourcentage de volume (>20 %, 10 à 20 %, <10 % et 0 % pour les zones où les morts-terrains sont épais; et >10 % et <10 % pour les zones où les morts-terrains sont minces).

Carte de la glace de sol du Canada (https://doi.org/10.4095/330294) Modélisation à l’échelle nationale de la glace de ségrégation, des coins de glace et de la glace relique (glacier enfoui). Méthodologie de modélisation décrite dans O’Neill et coll. (2019). La modélisation utilise une approche d’expert-système (fondée sur des règles) qui utilise des ensembles de données sur les matériaux de surface, la végétation du passé, l’histoire de la déglaciation et la distribution moderne du pergélisol. Les couches de données GeoTIFF sont accessibles dans le répertoire GEOSCAN de RNCan et le service de cartes Web (WMS).

Carte du pergélisol du Canada (Heginbottom et coll., 1995). La carte du pergélisol du Canada, publiée dans la 5e édition (1978 à 1995) de l’Atlas national du Canada, est une carte de 1:7 500 00 montrant les zones de pergélisol et l’information sur la glace de sol. La légende comprend la glace de sol représentée par le pourcentage du volume de glace visible dans la partie supérieure de 10 à 20 m du sol, comme sur la carte de l’IPA. Les catégories sont « élevé » (>20 %), « moyen » (10 - 20 %), « faible » (<10 %) et « nul » (0 %). Les données géospatiales ne sont pas actuellement disponibles (21 juillet 2021) sur un portail public, mais des fichiers numériques ont été préparés et seront disponibles sous peu sur la plateforme « Cartes ouvertes ».

Le réseau d’information sur le pergélisol (https://pin.geosciences.ca/en/map ) Le Réseau d’information sur le pergélisol (RIP) est un portail Web en début de développement qui permet d’accéder aux renseignements sur le pergélisol de la Commission géologique du Canada (Ressources naturelles Canada). À l’heure actuelle, le portail comprend les données d’environ 14 000 trous de forage géotechniques du nord du Canada. Ces rapports de forage contiennent des renseignements sur la glace de sol, comme des descriptions de la glace de sol visible, la teneur en humidité gravimétrique et, dans certains cas, la teneur en humidité excessive. Les rapports de forage comprennent également des renseignements utiles pour les applications de modélisation thermique du pergélisol, comme les fractions en % de sable, de limon et d’argile pour de nombreux forages. Le RIP affiche également les couches cartographiques de la glace de sol d’O’Neill et coll. (2019 et 2020).

Base de données sur le pergélisol des T.N.-O. Les conditions du pergélisol et de la glace de sol sont disponibles grâce à des données de forage compilées à partir d’ensembles de données géotechniques. Les ensembles de données représentent des données géotechniques provenant de l’industrie, de la construction d’infrastructures linéaires et de projets de recherche gouvernementaux et universitaires. Les rapports de forage contiennent des renseignements sur la glace de sol, comme les fractions de sable, de limon et d’argile, la teneur volumétrique en glace, dans certains cas, la teneur excessive en glace et les descriptions de la glace visible. (Communiquer avec Niels Weiss : niels_weiss@gov.nt.ca)

Conditions relatives au pergélisol et à la glace de sol du nord-ouest du Canada (Heginbottom et Radburn, 1992). La cartographie fournit une évaluation qualitative de l’abondance de la glace de sol dans le nord-ouest du Canada à l’échelle 1:1 000 000. L’évaluation est fondée principalement sur des sources de cartographie géologique et géomorphologique de surface antérieures à des échelles de 1:100 000 à 1:250 000.

Base de données sur le pergélisol du Yukon (publication imminente; communiquer avec Derek Cronmiller : Derek.Cronmiller@yukon.ca) Compilation d’environ 15 000 trous de forage comprenant plusieurs compilations : Base de données sur les trous de forage de la route de l’Alaska (8818 trous) compilée par la Commission géologique du Yukon en 2010, à partir des rapports de forage de 1970 à 1990. Les trous de forage ont été forés environ tous les 100 m le long de l’axe central, à une profondeur moyenne de 6 m; environ le tiers enregistre une certaine forme de pergélisol. HPW-TEB GINT/Holebase (1743 trous) 2011 à 2019. Compilation EBA GINT (4408 trous) à partir des contrats exécutés jusqu’en 2010. Industrie des minéraux (380 trous) de Western Copper-Casino, BMC Minerals-Kudz Ze Kayah, Clinton Creek Mine. De plus, le Réseau d’information sur le pergélisol (RIP) compte 633 sites pour le Yukon qui ne sont pas inclus dans cette compilation.

3.4.3.2 Forces et limites des ensembles de données

Données des stations (trous de forage) : Les sources d’information sur la glace de sol comprennent la compilation des rapports géotechniques de forage. Les rapports de forage ponctuels fournissent des observations directes et spatialement explicites et sont donc utiles pour la caractérisation de l’état de la glace locale. Toutefois, le type et le niveau de détail des renseignements sur la glace de sol varient selon l’objectif de la campagne de forage géotechnique. Par exemple, certaines observations peuvent comprendre seulement une description visuelle de l’état de la glace, tandis que d’autres peuvent comprendre des mesures de la teneur en glace.

Modélisation et cartographie : Les produits de cartographie de la glace de sol fournissent des estimations de la teneur en glace de sol sur de grandes zones, en s’appuyant sur l’information disponible sur le terrain sur la glace de sol et des extrapolations à des zones où les conditions environnementales sont semblables. Étant donné le manque général d’information sur la glace de sol sur une grande partie de la masse terrestre canadienne aux fins d’étalonnage et de validation et la basse résolution des cartes de base utilisées pour la cartographie et la modélisation, ces données ne peuvent fournir qu’une estimation approximative des conditions moyennes de la glace de sol dans les unités cartographiques. L’information sur la glace de sol pour le Canada tirée de la carte de l’IPA et de la carte du pergélisol du Canada est fondée sur l’extrapolation des conditions prévues de la glace de sol à une carte de base des grandes régions physiographiques. La Carte de la glace de sol du Canada publiée récemment utilise un Jeu de données plus détaillé de la géologie de surface à l’échelle nationale comme carte de base. Cela fournit une représentation plus détaillée, mais dans certaines régions, l’abondance des sédiments vulnérables au gel est sous-représentée par rapport au substratum rocheux, ce qui a une incidence sur l’exactitude spatiale de la modélisation et de la cartographie (Wolfe et coll., 2021). Néanmoins, ces produits sont les seules informations disponibles pouvant être utilisées dans la modélisation spatiale.

Références - Teneur en glace de la subsurface

Brown, J., O. Ferrians, J.A. Heginbottom, et E. Melnikov, 2002: « Circum-Arctic Map of Permafrost and Ground-Ice Conditions, Version 2. Boulder, Colorado USA, NSIDC: National Snow and Ice Data Center », doi.org/10.7265/skbg-kf16.

Heginbottom, J.A., M.A. Dubreuil, et P.T. Harker, 1995: « Canada - Permafrost. In The National Atlas of Canada, Natural Resources Canada », doi.org/10.4095/294672.

Heginbottom, J.A., et L.K. Radburn, 1992: « Permafrost and Ground Ice Conditions of Northwestern Canada » / Conditions relatives au pergélisol et à la glace de sol du Nord-Ouest du Canada. La commission géologique du Canada, doi.org/10.4095/183822.

O'Neill, H.B., S.A. Wolfe, et C. Duchesne, 2019: « New Ground Ice Maps for Canada Using a Paleogeographic Modelling Approach. The Cryosphere », 13(3), 753-773, doi.org/10.5194/tc-13-753-2019.

O'Neill, H.B., S.A. Wolfe, et C. Duchesne, 2022: « Ground Ice Map of Canada ». La commission géologique du Canada, https://doi.org/10.4095/330294.

Wolfe, S.A., H.B. O'Neill, et C. Duchesne, 2021: « A Ground Ice Atlas of Canada ». La commission géologique du Canada, doi.org/10.4095/328115.