Caractérisation spatiale et temporelle des sédiments de la lagune et du marais salé de Penouille (Havre de Gaspé, Gaspésie) : le rôle des facteurs environnementaux

RÉSUMÉ: Le transport sédimentaire dans le marais et la lagune de Penouille est assuré par les courants de marée, les vagues, les glaces flottantes et le vent, qui interagissent avec la topographie et la végétation pour contrôler la répartition spatiale des sédiments de surface. Des régressions linéaires multiples pour les 210 sites d'échantillonnage des sédiments de surface du marais et les 94 sites de la lagune montrent une diminution de la taille moyenne des grains et une augmentation de la teneur en vase et en matière organique en s'éloignant d'une source sédimentaire et de la lagune (pour les sites marais), et en se distançant de la passe de la lagune (pour les sites marais et lagune). Les paramètres de végétation et l'irrégularité de la microtopographie n'ont qu'une faible influence sur la répartition spatiale des sédiments. Le long de deux transects marais inférieur-supérieur, la taille moyenne des grains tend à diminuer et la teneur en vase et en matière organique tendent à augmenter avec l'altitude, mais sur l'ensemble du marais la taille moyenne des grains et la teneur en vase montrent plutôt une tendance inverse avec l'altitude, probablement une conséquence du transport éolien, des vagues de tempête et des glaces flottantes . Dix carottes sédimentaires prélevées dans le marais montrent une épaisseur de 14-72 cm de sédiments fins et riches en matière organique, dont la granulométrie et la densité tendent à diminuer du bas vers le haut, ce qui correspond à l'augmentation vers la surface de la vase et de la matière organique. Les deux plus anciennes datations 14C AMS suggèrent que la mise en place du marais s'est opérée dans la partie nord de la lagune autour de 1000-1200 cal BP. Les taux d'accrétion des datations 14C AMS sont de 0,35-1 mm/an depuis plusieurs siècles, tandis que ceux des datations 137 Cs sont plutôt de 1-3 mm/an depuis 1963. La stabilité à long terme des marais salés est basée sur l'équilibre entre le niveau marin relatif et l'altitude du marais, ainsi que la persistance de la végétation. Le marais de Penouille a été relativement stable de 1975 à 2008: l'analyse de cinq photographies aériennes géoréférencées montre que seulement 3% de la superficie totale du marais a diminué due à l'érosion des limites du marais inférieur. Les taux d'accrétion depuis 1963 sont similaires à la hausse du niveau marin relatif à Penouille de 1,4 mm/an pour la période 1969-2012. Toutefois, la hausse accélérée de 4,2 mm/an observée au cours des vingt dernières années pourrait progressivement ennoyer le marais si le taux d'accrétion reste constant. -- Mots clés: Marais salé, granulométrie, teneur en matière organique, taux d'accrétion, transport sédimentaire. --ABSTRACT: Sediment transport in the salt marsh and the lagoon of Penouille is driven by tidal currents, waves, ice floes, and wind, which interact with topography and vegetation to control the spatial distribution of surface sediments. Multiple linear regressions for the 210 surface sediment sampling sites across the entire marsh show that mean grain size tends to get finer, as well as mud content and organic matter content tend to increase with distance to a sediment source, the lagoon, and the lagoon inlet. The 94 sites across the lagoon in tum show a fining trend in mean grain size and an increasing trend in mud content with distance to the lagoon inlet. The vegetation parameters (i. e. vegetation height, vegetation cover, and Shannon's biodiversity index) and surface microtopography index have only minor influences on the spatial distribution of surface sediments. Locally along two low-high marsh transects, mean grain size tends to get finer, while mud content and organic matter content tend to increase with elevation. Across the entire marsh, grain size and mud content exhibit the opposite trend with elevation, probably a consequence of aeolian transport, storm waves, and ice rafting. Ten sediment cores collected in the marsh show a 14-72 cm thickness of organic-rich and mud-rich sediments overlying a sandy substrate, which exhibit an upward decreasing trend in mean grain size and bulk density, and an upward increasing trend in mud content and organic matter content. The two oldest AMS 14C datings suggest that the marsh establishment occurred in the north side of the lagoon around 1000-1200 cal BP. Accretion rates from AMS 14C datings are 0.35-1 mm/year for several centuries, while those from 137 Cs datings rather are 1-3 mm/year since 1963. Long-term stability of salt marshes is based on an equilibrium between the relative sea level and the marsh elevation, as weIl as the persistence of vegetation. Penouille marsh has been relatively stable from 1975 to 2008: analysis of five-georeferenced aerial photographs shows that only 3% of the total marsh area has decreased due to the retreat of the outer marsh edge. Accretion rates since 1963 are similar to the relative sea-Ievel rise (RSLR) of 1.4 mm/year at Penouille for the 1969-2012 period. However, the accelerated rise of 4.2 mm/year observed over the last twenty years may progressively drown the marsh if the current accretion rate remains constant. -- Keywords: Salt marsh, grain size, organic matter content, accretion rate, sediment transport