Annually and subannually laminated lacustrine sediments potentially contain a wide range of information that can be interpreted for paleoenvironmental reconstructions. These laminae are produced by the physical and biological processes that operate in the lake and in the surrounding terrestrial environment. However, identification of the influences that control laminae production may not be straightforward, and other processes may subtly influence the overall depositional sequence. This thesis examines two different depositional environments on Colin Archer Peninsula, Devon Island, Canada, with the objective of identifying the factors that influence subannual sediment deposition and how the resultant sedimentary structures can be used as indicators of paleoenvironmental conditions. In proglacial Lake R, clastic sediment deposition is controlled primarily by subannual meteorological conditions. Periods of positive air temperature or large rainfall events produce discernable laminae that, when combined, form a varve sequence. However, overarching geomorphic controls influence the delivery of sediment to the lake and may reduce or enhance the hydrometeorological signal contained in the varves. An additional influence for calibration of the varve record to meteorological observations is the role that melt season thermal inversions have on temperature extrapolation in the High Arctic. Meteorological stations at sea level may not be representative of the surrounding region, thereby reducing the accuracy of vertical temperature estimation. Investigation of the inversions in the central Canadian High Arctic demonstrated that melt season inversions are common and increased inversion frequency may potentially have influenced enhanced glacial melt since the late 1980s, with implications for proglacial lake sediment transport and deposition. In coastal Lake J, late Holocene sediments record a relatively unusual accumulation of microbially induced sedimentary structures (MISS). Such a record has not been previously described in the circum-Arctic, although they are known to exist elsewhere. These sediments are produced by the interaction between clastic sedimentation and cyanobacterial growth and production. Although chronological constraint could not be assigned with certainty to the record, statistical study of the laminated sequence suggested a dominant pattern that is plausibly annual. A heuristic model of annual sediment accumulation was developed in order to explore the potential for quasi-annual paleoenvironmental interpretations. / Thesis (Ph.D, Geography) -- Queen's University, 2008-05-22 09:55:12.184

Un profil pollinique provenant d'un lac possédant des sédiments laminés (varves), le lac Brûlé (45°43'09" N, 75°26'32"O 270m), a servi à étudier l'histoire de la végétation et du climat dans l'Outaouais au cours de l'Holocène tardif. Au cours des 1400 dernières années, la végétation de l'Outaouais a été dominée par des espèces arboréennes telles que Tsuga, Fagus, Betula, Acer, Pinus et Picea. Des modifications majeures s'opèrent dans les spectres polliniques vers 1375 AD. Les analyses des micro-charbons et les évidences d'une succession écologique secondaire indiquent que ces changements sont attribuables à un incendie forestier. Une diminution abrupte de l’influx pollinique entre 1600 et 1700 AD suggère qu’une dégradation du climat sous un certain seuil a entraîné une réponse rapide du milieu forestier. Les changements observés lors du Petit-Âge glaciaire suggèrent que les variations climatiques de courte durée affectent la production pollinique et que ces changements sont enregistrés par les diagrammes polliniques à haute résolution temporelle.

A pollen profile from varved lake sediments sampled at 10-year intervals and spanning the past 1000 years is analyzed to understand the effects of climate change and anthropogenic activity on forests in southwestern Quebec. The forests responded rapidly to changes in temperature and precipitation during the Medieval Warm Period and Little Ice Age as well as to land-use changes associated with the European Settlement of the area. The transition into the Little Ice Age was abrupt and had significant impact on the pollen production within a couple of decades. A synthesis of this record with other high-resolution and well-dated pollen data from the conifer-hardwood forest of eastern North America shows consistent results across the whole area, indicating that very-high resolution pollen data can provide insight into multi-decadal climate variability and its impact on forest vegetation. Tree-ring records from the region show inter-annual fluctuations not always consistent between sites, while high-resolution pollen data record multi-decadal to century changes which enable us to interpret climatic effects on plant communities.

Un profil pollinique provenant d'un lac possédant des sédiments laminés (varves), le lac Brûlé (45°43'09" N, 75°26'32"O 270m), a servi à étudier l'histoire de la végétation et du climat dans l'Outaouais au cours de l'Holocène tardif. Au cours des 1400 dernières années, la végétation de l'Outaouais a été dominée par des espèces arboréennes telles que Tsuga, Fagus, Betula, Acer, Pinus et Picea. Des modifications majeures s'opèrent dans les spectres polliniques vers 1375 AD. Les analyses des micro-charbons et les évidences d'une succession écologique secondaire indiquent que ces changements sont attribuables à un incendie forestier. Une diminution abrupte de l’influx pollinique entre 1600 et 1700 AD suggère qu’une dégradation du climat sous un certain seuil a entraîné une réponse rapide du milieu forestier. Les changements observés lors du Petit-Âge glaciaire suggèrent que les variations climatiques de courte durée affectent la production pollinique et que ces changements sont enregistrés par les diagrammes polliniques à haute résolution temporelle.

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Lobjectif de cette thèse est la reconstitution des changements climatiques quaternaires à partir de critères sédimentologiques en milieu lacustre. Il sagit entre autre dutiliser les sédiments saisonniers comme un outil de datation précis pour calibrer les reconstitutions paléoclimatiques. Cette démarche permet de mieux comprendre lorigine et/ou la propagation dévénements chauds ou froids générés soit dans lhémisphère Nord, soit dans lhémisphère Sud. Le Lac Baïkal (Sibérie) et le Lac Puyehue (Sud du Chili) contribuent à établir des nouvelles connexions climatiques. Un volet important de la thèse concerne le développement dune méthode nouvelle pour détecter les sédiments laminés saisonniers dans les carottages. La méthode consiste à imprégner les sédiments argileux avec des polymères après avoir préalablement lyophilisé le matériel. Ce travail permet de montrer : (i) que la résolution des reconstitutions paléoclimatiques réalisées à partir des sédiments du Lac Baïkal peut être augmentée, à condition de calibrer le signal sédimentaire ainsi que la chronologie du 14C ; (ii) quil est possible de reconstituer lévolution des précipitations et des réponses de type El Niño à partir des sédiments lacustres du Sud du Chili ; (iii) que la chronologie des événements climatiques de la transition Pléistocène/Holocène est plus complexe, et les épisodes chauds/froids plus nombreux que précédemment décrits ; (iv) que les archives lacustres permettent de compléter les connexions climatiques entre les deux hémisphères.

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