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Perceptions of rock weathering in cold regions : a discussion on space and time attributes of scale

Les perceptions de la météorisation des roches dans les régions froides : à propos des paramètres spatiaux et temporels de l’échelle d’analyse

Kevin Hall

Ce document sera publié en texte intégral et en libre accès en octobre 2008.

Résumé

De manière réductrice, la désagrégation des roches dans les milieux froids est fréquemment vue comme spécifique et originale, à tel point qu’aucune considération de temps ou d’espace n’est associée à l’étude des processus de météorisation (c’est-à-dire que les roches des régions froides éclateraient inexorablement sous l’action du gel, quelle que soit l’échelle d’analyse). Selon la même approche, la météorisation par le gel se déclinerait en deux catégories, macrogélivation et microgélivation : la première fait référence à l’action disjonctive des coins de glace sur les blocs ou le substrat rocheux, la seconde désigne la désagrégation granulaire ou la desquamation. Dans les études de météorisation par le gel, les données stationnelles et les capteurs utilisés sont rarement critiqués à la lumière de l’échelle d’analyse de l’étude. Ainsi, les données récoltées sont très souvent inappropriées vis-à-vis de l’échelle de l’objet d’étude : par exemple, l’examen des mécanismes de desquamation ne peut se passer de données thermiques en profondeur révélant les gradients thermiques au sein de la roche et les stress qui leur sont associés. L’échelle temporelle est également souvent négligée : les processus actifs aujourd’hui et révélés par les études stationnelles peuvent être en réalité bien différents de ceux qui ont initié la dégradation de la roche. De plus, dans les régions froides, les moments de transition entre les différents processus opérant au cours du cycle climatique annuel, et la synergie qui en découle, sont souvent oubliés ou perdus en raison de l’établissement de protocoles de mesure qui privilégient le froid, et donc la nécessité de récolter des données hivernales, au détriment des enregistrements appropriés à la période estivale. Des données obtenues dans le Nord canadien sont utilisées comme un moyen de souligner la grande complexité et l’imbrication des échelles spatio-temporelles et révéler comment elles modulent notre perception de la météorisation. Il est montré comment nombre de nos notions traditionnelles sur la météorisation des régions froides sont fortement sélectionnées par les paramètres scalaires de nos données et comment une meilleure prise en compte de ces spécificités dans la récolte de mesures remettent en question nos perceptions et paradigmes préférés.

Abstract

Simplistically, breakdown of rock in cold environments is frequently viewed as a singularity in the sense that no temporal or spatial scale attribute is ascribed to the notion of weathering (i.e. ‘rocks in cold regions are shattered by frost action’). Alternatively, weathering due to frost action is considered to fall into one of two categories - ‘macrogelivation’ or ‘microgelivation’ : the former being with respect to ‘frost wedging’ of large blocks or bedrock and the latter to granular disintegration or flaking. Rarely, in most frost weathering studies, are transducer type and data frequency considered in respect to the scale of the weathering under investigation. Thus, the data are often of a spatial scale inappropriate to the issue under review : i.e. the absence of rock temperature at depth for consideration of stresses created by thermal gradients to produce flaking. In much the same way, temporal issues are frequently ignored : the process operative now may be far removed from those which initiated breakdown of that rock. Equally, in cold regions, the transition of process through the annual climate cycle and the synergy that devolves from this is often lost in the preoccupation with the role of cold and hence the need for winter data at the expense of measuring parameters appropriate to the summer. Here data from northern Canada are used as a medium for showing the highly complex and interacting attributes of scale of monitoring and how data determine our perceptions of the weathering regime. It is noted how many of our traditional notions of weathering in cold regions have been highly skewed by the scale attributes of our data and that as these scale attributes of data collection are improved so many of our long-cherished perceptions and paradigms are brought into question.

Index

Notes de la rédaction

Acknowledgements

I would like to sincerely thank Dr Samuel Etienne for offering me the opportunity to present my thoughts on weathering and scale, in a totally uncensored form, at the “Shifting Lands - New insights into Periglacial Geomorphology” conference in Clermont-Ferrand, France. I would also like to thank M.-F. André and J.-L. Peiry, as well as all in the GEOLAB, for their hospitality during the stay in Clermont-Ferrand - they made the time there extremely pleasant. I would also most sincerely like to thank J.-C. Thouret for his patience and for all the work he put into making this paper ready for publication – many thanks !

Pour citer cet article

Référence électronique

Kevin Hall, « Perceptions of rock weathering in cold regions : a discussion on space and time attributes of scale », Géomorphologie : relief, processus, environnement, numéro 3/2006, [En ligne], mis en ligne le 1 octobre 2008. URL : http://geomorphologie.revues.org/document146.html. Consulté le 25 juillet 2008.

Auteur

Kevin Hall

Department of Geography, Geoinformatics and Meteorology, University of Pretoria, Pretoria 0002, South Africa
Present address : Geography Program, University of Northern British Columbia, 3333 University Way, Prince George, BC, Canada V2N 4Z9
hall(at)unbc[point]ca