Ice Cores from the St. Elias Mountains, Yukon, Canada: Their Significance for Climate, Atmospheric Composition and Volcanism in the North Pacific Region

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: Zdanowicz, Christian, Fisher, David, Bourgeois, Jocelyne, Demuth, Mike, Zheng, James, Mayewski, Paul, Kreutz, Karl, Osterberg, Erich, Yalcin, Kaplan, Wake, Cameron, Steig, Eric J., Froese, Duane, Goto-Azuma, Kumiko
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 2014
• Subjects: climate change; air pollution; aerosols; ice cores; Holocene; North Pacific; volcanism; changements climatiques; pollution atmosphérique; aérosols; carottes de glace; Holocène; Pacifique Nord; volcanisme; Arctic; Canada; Greenland; Kluane Lake; Pacific; Yukon; Climate change; Groenland; ice core
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67399

A major achievement in research supported by the Kluane Lake Research Station was the recovery, in 2001 – 02, of a suite of cores from the icefields of the central St. Elias Mountains, Yukon, by teams of researchers from Canada, the United States, and Japan. This project led to the development of parallel, long (103 – 104 year) ice-core records of climate and atmospheric change over an altitudinal range of more than 2 km, from the Eclipse Icefield (3017 m) to the ice-covered plateau of Mt. Logan (5340 m). These efforts built on earlier work recovering single ice cores in this region. Comparison of these records has allowed for variations in climate and atmospheric composition to be linked with changes in the vertical structure and dynamics of the North Pacific atmosphere, providing a unique perspective on these changes over the Holocene. Owing to their privileged location, cores from the St. Elias Icefields also contain a remarkably detailed record of aerosols from various sources around or across the North Pacific. In this paper we review major scientific findings from the study of St. Elias Mountain ice cores, focusing on five main themes: (1) The record of stable water isotopes (δ18O, δD), which has unique characteristics that differ from those of Greenland, other Arctic ice cores, and even among sites in the St. Elias; (2) the snow accumulation history; (3) the record of pollen, biomass burning aerosol, and desert dust deposition; (4) the record of long-range air pollutant deposition (sulphate and lead); and (5) the record of paleo-volcanism. Our discussion draws on studies published since 2000, but based on older ice cores from the St. Elias Mountains obtained in 1980 and 1996. Une des grandes réalisations de la recherche appuyée par la station du lac Kluane fut l’extraction, en 2001-2002, d’une série de carottes de glace provenant de la chaîne des monts St. Elias, au Yukon, par des équipes de chercheurs du Canada, des États-Unis et du Japon. Ce projet a mené à l’établissement de multiples chronologies, longues de 103 à 104 ans, détaillant des changements climatiques et atmosphériques à diverses altitudes, depuis le champ de glace Eclipse (3 017 m) jusqu’au plateau englacé du mont Logan (5 340 m). Ces travaux s’appuyaient sur des carottages glaciologiques précédents dans cette même région (1980, 1996). La comparaison de ces diverses données a permis d’identifier des relations possibles entre des variations régionales du climat et de la composition de l’air d’une part, et des modifications de la structure verticale et de la dynamique de l’atmosphère dans le secteur Nord du Pacifique d’autre part. Ces relations offrent un nouvel éclairage sur les changements climatiques au cours l’Holocène dans la région. En raison de leur emplacement privilégié, les carottes de glace des monts St. Elias préservent également des retombées d’aérosols de divers types et de sources variées provenant de la zone du Pacifique Nord. Dans cet article, nous passons en revue les principaux résultats scientifiques obtenus par l’analyse des carottages glaciologiques des monts St. Elias, et qui recouvrent cinq grands thèmes : (1) les variations des rapports d’isotopes stables de l’eau (δ18O, δD) dans la glace, qui présent des particularités uniques différant de celles de carottes du Groenland, d’autres secteurs de l’Arctique, et même de différents sites au sein même des monts St. Elias; (2) les variations historiques d’accumulation de la neige; (3) les retombées de pollen, d’émissions de feux de brousse, et de poussières minérales; (4) les retombées de polluants atmosphériques à longue portée (sulfate et plomb); et (5) les retombées d’aérosols d’origine volcanique. Notre discussion intègre également des études de forages glaciologiques effectués en 1980 et en 1996, mais dont les résultats n’ont été publiés que depuis l’an 2000.