Resolving uncertainties about the cycling of organic carbon in the world's oceans is particularly crucial in the Arctic because it is the locus of deep water formation, as well as rapid environmental change. The specific goal of this thesis was to quantify the flux of soil organic carbon (SOC) to the Arctic Ocean due to erosion along the Yukon Coastal Plain. Ground ice and SOC within coastal sediments, and the current and future fluxes of carbon were examined in detail. / An evaluation of the volume of ground ice showed it to be a significant constituent of coastal bluffs. The amount of it was related to surficial material and geomorphic history, being lowest in coarse-grained marine deposits and highest in lacustrine materials. It made up almost half the soil volume in formerly glaciated areas where bluffs are high, but only one third the volume in unglaciated portions with low bluffs. / Overlooking ground ice resulted in overestimates of SOC and mineral sediment of up to 20%. Corrections were especially important in the upper ice-rich soil layers. Organic carbon contents were related to surficial material and bluff height, and 57% of carbon was located at depths greater than 1 m. SOC fluxes were up to three times higher than previously thought, but comparable to other parts of the Arctic. Eleven per cent of the carbon eroded annually was buried in nearshore sediments, and the carbon in those sediments was overwhelmingly terrigenous. / A morphodynamic model of coastal evolution was used to evaluate future coastal retreat. Low bluffs will retreat more rapidly than higher ones. Ground ice controls the amount of sediment in coastal bluffs and therefore the retreat rates, since bluffs with high ice contents have a lower effective cliff height. SOC fluxes from low coastal bluffs will increase by 29%, but will be offset by a 13% decrease from high bluffs. Regions of low cliffs could become sources of carbon flux to the atmosphere. / By providing insight into the origins and fate of organic matter in a sensitive section of the Arctic coastal system, this study offers valuable input for both current and future studies of regional carbon dynamics. / LES FLUX DE CARBONE ORGANIQUE DU SOL PROVENANT DE L'ÉROSION DES CÔTES PERGÉLISOLÉES, MER DE BEAUFORT CANADIEN / Le cycle du carbone organique dans les océans est d'une importance primordiale, spécialement dans l'Arctique puisqu'ils sont le lieu de formation des eaux abyssales et subissent des changements environnementaux rapides. L'objectif de cette thèse est de quantifier le flux de carbone organique du sol (COS), provoqué par l'érosion, entre la plaine côtière du Yukon et l'Océan arctique. Cette étude examine en détail la teneur en glace et en COS des sédiments côtiers, ainsi que les flux de carbone actuels et projetés. / Une évaluation du volume de la glace de sol révèle qu'elle est une composante importante des falaises côtières. La teneur en glace est liée à la géologie des dépôts de surface et à l'histoire géomorphologique de la région. En effet, cette teneur est plus basse dans les dépôts marins à grain grossier et plus élevée dans les matériaux lacustres. La glace de sol représente presque la moitié du volume du sol dans les zones de hautes falaises antérieurement englacées, mais seulement un tiers du volume dans les régions qui n'ont jamais été englacées et où les falaises sont plus basses. / Le fait de ne pas tenir compte de la glace de sol entraîne des surestimations de la quantité de COS et de sédiment minéral qui atteignent jusqu'à 20%. Les corrections relatives à la glace de sol sont particulièrement importantes, surtout dans les couches riches en glace près de la surface. La teneur en carbone organique dépend de la géologie des dépôts de surface et de la hauteur des falaises. Les résultats montrent que 57% du carbone est situé à des profondeurs supérieures à 1 m. Le flux de carbone organique est trois fois plus élevé que ce qui avait été estimé antérieurement, mais est toutefois comparable aux valeurs calculées pour d'autres régions de l'Arctique. Onze pourcent de la matière organique érodée annuellement est enfouie dans les sédiments marins littoraux et le carbone retrouvé dans ceux-ci est d'origine principalement terrigène. / L`érosion côtière future a été évaluée à l'aide d'un modèle d`évolution côtière morphodynamique. Le modèle démontre que les falaises basses reculeront plus rapidement que celles qui sont plus hautes. Puisque les falaises qui possèdent une teneur en glace de sol élevée ont une hauteur effective moindre, cette glace de sol a un impact sur le montant de sédiment et sur le taux de recul des falaises. Le flux de COS des falaises basses augmentera de 29%, mais sera atténué par une baisse de 13% dans le flux de COS des falaises hautes. Les régions où les falaises sont basses pourraient devenir des sources de dioxyde de carbone pour l'atmosphère. / Cette recherche apporte une contribution importante aux études actuelles et futures de la dynamique régionale du carbone; elle offre de nouvelles perspectives sur les origines et le sort de la matière organique dans une région sensible du système côtier arctique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.92229 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Couture, Nicole |
| Contributors | Wayne H Pollard (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Geography) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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