Permafrost Distribution in Peatlands of West-Central Canada During the Holocene Warm Period 6000 Years BP La répartition du pergélisol dans les tourbières du centre-ouest du Canada il y a 6000 ans, au cours de la période chaude de l’Holocène Permafrost-Verteilung in Torfmooren von Zentral-West-Kanada während der warmen Holozän-Periode vor 6000 Jahren

ABSTRACT

The extent and distribution of permafrost in peatlands 6000 years ago was investigated in the present discontinuous and continuous permafrost zones of west-central Canada. Permafrost peatlands were cored at 161 locations and the floristic composition of the peat was determined from macrofossil analysis. The reconstructed paleoenvironments were used to indicate the presence or absence of permafrost at the time of peat formation. Chronological control was provided by radiocarbon dating of substantial changes in the peat sequences and by dates of basal peat deposits. Peatland formation began after glacial ice disappeared from the land surface of west-central Canada. Macrofossils indicate that most peatlands were fens without permafrost at 6 ka, except in the far north. Permafrost was already present in many areas of the Arctic, and peat accumulation occurred under permafrost conditions. In the southern area, permafrost development in peatlands began about 4 ka as the middle Holocene warm period came to a close. Permafrost development in the fens was associated with the development of a Sphagnum-dominated surface on the fens, caused by the onset of a cooler and moister climate. The insulation provided by the surface peat layer and by the associated tree cover initiated permafrost development in small lenses that coalesced into large permafrost bodies according to the prevailing climatic conditions. At the target date, 6 ka, permafrost was present in some peatlands, but the distribution zones shifted 300 to 500 km to the north, relative to the present zonation. It is estimated that this corresponds to a mean annual temperature that was about 5°C warmer than at present.

RÉSUMÉ

Des carottes ont été prélevées dans 161 sites de tourbières pergélisolées et la composition floristique de la tourbe a été déterminée à partir de l'analyse macrofossile. Les paléoenvironnements ainsi reconstitués ont servi à révéler la présence ou l'absence de pergélisol au moment de la formation de la tourbe. La chronologie a été établie par radiodatation des changements majeurs survenus dans les séquences de tourbe et par datation des dépôts de la tourbe basale. La formation des tourbières a commencé après la disparition des glaciers de la région. Les macrofossiles démontrent que la plupart des tourbières étaient de nature minérotrophe et non pergélisolées à 6 ka, sauf dans le Grand Nord. Le pergélisol était déjà présent dans beaucoup de secteurs de l'Arctique et l'accumulation de la tourbe s'est faite concurremment avec la formation du pergélisol. Dans la partie méridionale, le développement du pergélisol dans les tourbières a commencé vers 4 ka, à la fin de la période chaude de l'Holocène moyen. Le développement du pergélisol dans les tourbières minérotrophes était associé à la prédominance de Sphagnum en surface, suscitée par l'avènement d'un climat plus froid et plus humide. L'isolation procurée par la couche de tourbe en surface et par la couverture d'arbres qui lui était associée a entraîné le développement de petites lentilles de pergélisol qui ont évolué par coalescence en grands ensembles en accord avec les conditions climatiques qui prévalaient. À 6 ka, le pergélisol était présent dans certaines tourbières, mais la zone de répartition était de 300 à 500 km plus au nord que maintenant. On estime que la température devait être de 5°C plus chaude qu'actuellement.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Ausdehnung und Verteilung von Permafrost in Torfmooren vor 6000 Jahren wurden in den heutigen diskontinuierlichen und kontinuierlichen Permafrost-Zonen von Zentral-West-Kanada untersucht. An 161 Plàtzen hat man Kernbohrungen in den Permafrost-Torfmooren durchgefùhrt und mittels der makrofossilen Analyse die Flora-Kompositon des Torfs bestimmt. Man erhielt eine chronologische Kontrolle mittels Radiokarbondatierung von gewichtigen Verànderungen in den Torfsequenzen und mittels der Daten von Torfablagerungen an der Basis. Die Torfbildung begann, nachdem das glaziale Eis von der Landoberflâche von Zentral-West-Kanada verschwunden war. Die Makrofossile zeigen, daB die meisten Torfmoore um 6 ka Moore ohne Permafrost waren, auBer im hohen Norden. Permafrost gab es schon in vielen Gebieten der Arktis, und die Torfakkumulation geschah unter Permafrost-Bedingungen. Im sud- lichen Teil begann die Permafrost-Entwicklung in den Torfmooren um etwa 4 ka, als die mittlere warme Holozàn-Periode dem Ende zuging. Die Permafrost-Entwicklung in den Mooren war mit der Entwicklung einer von Sphagnum dominierten Oberflàche der Moore verbunden, hervorgerufen durch den Beginn eines kùhleren und feuchteren Klimas. Die Isolierung, die durch die Oberflàchenschicht und durch die damit verbundene Baumbedeckung hervorgerufen wurde, erzeugte Permafrost-Entwicklung in kleinen Linsen, welche sich zu breiten Permafrost-Einheiten vereinigten, entsprechend den vorherrschenden klimatischen Bedingungen. Um 6 ka gab es Permafrost in einigen Torfmooren, aber die Verteilungszonen waren 300 bis 500 km nôrdlicher als heute. Man schàtzt, daB dies einer durch-schnittlichen Jahrestemperatur entspricht, die um etwa 5°C warmer als heute war.