Raised Gravel Beaches as Proxy Indicators of Past Sea-Ice and Wave Conditions, Lowther Island, Canadian Arctic Archipelago

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: St-Hilaire-Gravel, Dominique, Bell, Trevor J., Forbes, Donald L.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 2010
• Subjects: beach morphology; gravel beach; sea ice; climate history; Canadian Arctic; morphologie côtière; plage de gravier; glace de mer; histoire du climat; Arctique canadien; Arctic; Barrow Strait; Canadian Arctic Archipelago; Gravier; Raised Beach; Arctic Archipelago; Arctique*; Sea ice
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/64032

This study investigates whether raised beach sequences preserved on emergent coasts of the central Canadian Arctic Archipelago contain a proxy record of past sea-ice conditions and wave intensity. We hypothesize that periods of reduced sea ice (increased open water) expose shorelines to more prolonged and higher wave energy, leading to better-developed beach ridges. Surveys of raised beach sequences on Lowther Island revealed the following patterns: a) high, wide, single- to multi-crested barriers backed by deep swales or lagoons characterize both the active and lowest relict shorelines; b) small, narrow, discontinuous ridges of poorly sorted gravel extend from 1.0 to 7.5 m asl, except from 4.5 to 5.0 m asl; c) ridge morphology is similar to the active and first relict ridges between 7.5 and 11 m asl; d) a near-featureless zone with minor terraces and ridges above 11 m extends to above 30 m asl. These distinct morphological and sedimentary units are interpreted as a function of wave climate and thus of summer sea-ice conditions. This model suggests periods of greater wave activity from the present day back about 500 14C years (530 cal BP; Unit A), during a short interval from 1750 to 1600 14C years BP (1750–1450 cal BP; Unit B′), and earlier from 2900 to 2300 14C years BP (3030–2340 cal BP; Unit C). Units B and D are interpreted as the result of more severe ice conditions with lower wave energy from 2300 to 500 14C years BP (2340–530 cal BP) and earlier from more than 5750 to 2900 14C years BP (6540–3030 cal BP). Discrepancies with previously published interpretations of regional sea-ice history may reflect the local nature of the beach proxy record, which implies occurrences of extensive open-water fetch east and west of Lowther Island but cannot be extrapolated to a regional scale. The beach record shows distinct variation through time and provides an alternative window on past summer ice extent in central Barrow Strait. Cette étude cherche à déterminer si les plages de graviers soulevées présentes sur les côtes émergentes de l’archipel Arctique canadien renferment des informations sur les conditions passées de glace de mer et d’intensité des vagues. Nous émettons l’hypothèse que les périodes de réduction de la glace de mer (plus d’eau libre) exposent les rivages à une plus grande énergie des vagues et pour une plus longue durée conduisant à des crêtes de plage mieux développées. Les données récoltées sur les plages soulevées de l’île Lowther révèlent les tendances suivantes : a) de hautes et larges barrières de gravier comprenant une ou plusieurs crêtes et associées à des lagunes profondes caractérisent le rivage moderne et les plus récents rivages anciens; b) de petites crêtes étroites et discontinues composées de graviers mal triés sont présentes entre 1,0 et 7,5 m d’altitude, avec une exception entre 4,5 et 5,0 m d’altitude; c) entre 7,5 et 11 m d’altitude, la morphologie côtière est similaire à ce que l’on retrouve sur le rivage moderne et les plus récents rivages anciens; d) la section comprise entre 11 et 30 m d’altitude est caractérisée par un faible nombre de crêtes et de terrasses de bas relief. Ce modèle suggère des périodes de plus grande énergie des vagues entre 500 années 14C BP et l’actuel (530 cal. BP; Unité A), lors d’un court intervalle entre 1750 et 1600 années 14C BP (1750–1450 cal. BP; Unité B′), et entre 2900 et 2300 années 14C BP (3030–2340 cal. BP; Unité C). Les Unités B et D sont interprétées comme étant des périodes où les conditions de glace étaient plus prononcées et où l’énergie des vagues était restreinte entre 2300 et 500 années 14C BP (2340–530 cal. BP) et entre un minimum de 5750 et 2900 années 14C BP (6540–3030 cal. BP). Les divergences dans l’histoire régionale de la glace de mer avec les interprétations publiées antérieurement peuvent refléter la nature locale de la morphologie côtière, signifiant que la présence d’étendues d’eau libre à l’est et l’ouest de l’île Lowther ne peut pas être extrapolée à l’échelle régionale. La morphologie des plages soulevées montre des variations distinctes à travers le temps et fournit une fenêtre alternative sur l’histoire de l’étendue de la glace de mer dans le détroit de Barrow.