Frost-Heaved Bedrock Features: A Valuable Permafrost Indicator Les édifices d’éjection gélivale: un bon indice de la présence de pergélisol Frostgehobene Muttergesteins Formen: ein wertvolles Dauerfrost Zeichen

ABSTRACT

Frost-heaved bedrock features are periglacial forms produced by the vertical displacement of bedrock fragments. Blocks, frost-wedged from bare bedrock along joints, are raised above the general surface by heave. Although mentioned in the literature of the late 19th century, they have been described and studied in detail only recently. They are widespread in the northern hemisphere, notably in Canada, Greenland and Spitsbergen, where they develop in lithologies with well-developed systems of joints. Commonly, heaved blocks exhibit weathered and lichen-covered surfaces except at their base where freshly exposed rock indicates recent heaving. They result from frost processes, particularly from wedging and heaving due to pressure of the freezing of free-water in joints. Active and most non-active features are located in permafrost regions. The southermost occurrence in the northern hemisphere is the Groulx Mountains, in Québec (51°45'N, alt. 1000 m). The mean annual air temperature for the area of best-developed features ranges from -4° to -10⁰C, with the number of days of frost ranging from 178 to 300. A thin snow cover is common to most sites. Based on climatic data and on the geographical distribution of frost-heaved bedrock features, it is suggested that permafrost occurrence is obvious. Relict features found outside the present-day permafrost zones should indicate former permafrost conditions.

RÉSUMÉ

Les édifices rocheux d'éjection sont des formes périglaciaires résultant du déplacement vertical de fragments du substrat rocheux. Les fragments produits par gélifraction au droit des fissures et des diaclases sont poussés au-dessus de la surface environnante par l'action du froid. Signalés dès la fin du XIX^e siècle, ils n'ont été décrits et étudiés convenablement que récemment. Ils sont fréquents dans l'hémisphère nord, en particulier au Canada, au Groenland et au Spitsberg. On les trouve dans les principaux types de roches affectés de réseaux de diaclases. Les blocs éjectés montrent souvent des parois altérées et couvertes de lichens crustacés; mais les blocs récemment soulevés montrent à leur base une étroite bande peu altérée et non encore couverte de lichens. Le soulèvement des fragments est lié à l'action du froid, notamment à la gélifraction, la gélidisjonction et aux pressions causées par le gel de l'eau dans les fissures. Les formes actives et non actives se rencontrent dans des régions où le pergélisol existe. Le site le plus méridional connu est celui des monts Groulx, au Québec (51°45'N, alt. 100 m). La température moyenne annuelle de l'air des régions où ces formes sont les mieux développées va de -4° à -10⁰C, avec un nombre de jours de gel annuel compris entre 178 et 300. Dans tous les sites, la couverture de neige est mince ou absente. Compte tenu des données climatiques et de la répartition géographique des édifices d'éjection, on estime qu'ils indiquent la présence de pergélisol, les formes reliques observées hors des régions à pergélisol témoigneraient donc de l'existence préalable de pergélisol.

ZUSAMMENFASSUNG

Frostgehobene Muttergesteins Vorgânge sind periglaziale Formen die durch die vertikale Verschiebung von Muttergesteins Fragmenten entstehen. Blôcke, vom nackten Muttergestein durch Eiskeile an Fugen entlang gelôst, werden uber die allgemeine Oberflàche durch Frosthebung erhoben. Wenn auch schon im spâten 19. Jahrhundert erwàhnt, wurden sie erst kùrzlich beschrieben und erforscht. Sie sind in der nôrdlichen Hemisphâre hàufig, besonders in Kanada, Grônland und Spitzbergen, wo sie an Kùsten mit gut entwickelten Fugensystemen entstehen. Meistens zeigen gehobene Blôcke verwitterte und Moosbedeckte Oberflàchen, mit Ausnahme der Basis, wo erst vor kurzem blossgelegtes Gestein auf neuere Hebungen hindeutet. Sie bilden sich durch Frostvorgânge, besonders durch Verkeilen und Heben, dass besonders durch den Druck des gefrierenden, freien Wassers in den Fugen bewirkt wird. Die tàtigen und auch die meisten untàtigen Formen befinden sich in Dauerfrost Gegenden. Das sùdlichste Vorkommen in der nôrdlichen Hemisphâre liegt in den Groulx Bergen in Québec (51°45'N, alt. 1000 m). Die jàhriiche Durchschnitts Temperatur der Luft in der Gegend mit den am besten entwickelten Formen betrâgt zwischen -4°; und -10°C, mit der Zahl der Frosttage zwischen 178 und 300 schwingend. In den meisten Orten findet man gar keine oder nur eine dùnne Schneedecke. Auf Grund klimatischer Daten und der allgemeinen geographischen Verteilung von frostgehobenen Muttergesteins Formen, kann man annehmen, dass das Vorkommen von Dauerfrost sicher ist. Relikien Formen, die man ausserhalb der jetzigen Dauerfrost Zonen findet, deuten auf ehemalige Dauerfrostverhàltnisse h in.