Published October 27, 2016
| Version v1
Publication
Open
Ground surface temperatures indicate the presence of permafrost in North Africa (Djebel Toubkal, High Atlas, Morocco)
Creators
- 1. University of Lisbon
- 2. Sidi Mohamed Ben Abdellah University
Description
Abstract. Relict and present-day periglacial activity have been reported in the literature for the upper reaches of the High Atlas mountains, the highest range in North Africa (Djebel Toubkal – 4,167 m a.s.l.). Lobate features in the Irhzer Ikbi South at 3,800 m a.s.l. have been previously interpreted as an active rock glacier, but no measurements of ground or air temperatures are known to exist for the area. In order to assess on the possible presence of permafrost, analyse data from June 2015 to June 2016 from two air temperature sites at 2,370 and 3,200 m a.s.l., and from four ground surface temperature (GST) sites at 3,200, 3,815, 3,980 and 4,160 m a.s.l. allowing to characterize conditions along an altitudinal gradient along the Oued Ihghyghaye valley to the summit of the Djebel Toubkal. GST were collected at 1-hour intervals and the presence of snow cover at the monitoring sites was validated using Landsat-8 and Sentinel-2 imagery. Two field visits allowed for logger installation and collection and for assessing the geomorphological features in the area. The results show that snow plays a major role on the thermal regime of the shallow ground, inducing important spatial variability. The lowest site at 3,210 m showed a regime characterized by frequent freeze-thaw cycles during the cold season but with a small number of days of snow. When snow sets, the ground remains isothermal at 0 °C and the thermal regime indicates the absence of permafrost. The highest sites at 3,980 and 4,160 m a.s.l. showed very frequent freeze-thaw cycles and a small influence of the snow cover on GST, reflecting the lack of snow accumulation due to the their wind-exposed settings in a ridge and in the summit plateau. The site located at 3,815 m in the Irhzer Ikbi South valley showed a stable thermal regime from December to March with GST varying from −4.5 to −6 °C, under a continuous snow cover. The site's location in a concave setting favours snow accumulation and lower incoming solar radiation due to the effect of a southwards ridge, favouring the maintenance of a thick snow pack. The stable and low GST are interpreted as a strong indicator of the probable presence of permafrost at this site, an interpretation which is supported by the presence of lobate and arcuate forms in the talus deposits. These results are still a first approach and observations through geophysics and boreholes are foreseen. This is the first time that probable permafrost is reported from temperature observations in the mountains of North Africa.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. تم الإبلاغ عن نشاط حول الجليدي في الوقت الحاضر في الأدبيات الخاصة بالحدود العليا لجبال الأطلس الكبير، وهي أعلى سلسلة في شمال إفريقيا (جبل توبقال – 4،167 متر مربع). تم تفسير السمات المفصصة في إرحزر إيكبي ساوث على ارتفاع 3800 متر مكعب في الساعة سابقًا على أنها نهر جليدي صخري نشط، ولكن لا توجد قياسات معروفة لدرجات حرارة الأرض أو الهواء في المنطقة. من أجل تقييم الوجود المحتمل للتجمد الدائم، قم بتحليل البيانات من يونيو 2015 إلى يونيو 2016 من موقعين لدرجة حرارة الهواء عند 2370 و 3200 متر مكعب، ومن أربعة مواقع لدرجة حرارة سطح الأرض (GST) عند 3200 و 3815 و 3980 و 4160 متر مكعب، مما يسمح بتوصيف الظروف على طول تدرج طولي على طول وادي وادي Ihghyghaye إلى قمة جبل توبقال. تم جمع ضريبة السلع والخدمات على فترات مدتها ساعة واحدة وتم التحقق من وجود غطاء ثلجي في مواقع المراقبة باستخدام صور Landsat -8 و Sentinel -2. سمحت زيارتان ميدانيتان بتركيب وجمع المسجل وتقييم السمات الجيومورفولوجية في المنطقة. تظهر النتائج أن الثلج يلعب دورًا رئيسيًا في النظام الحراري للأرض الضحلة، مما يؤدي إلى تباين مكاني مهم. أظهر أدنى موقع عند 3210 متر نظامًا يتميز بدورات ذوبان الجليد المتكررة خلال موسم البرد ولكن مع عدد قليل من أيام الثلوج. عند تساقط الثلوج، تظل الأرض متساوية الحرارة عند 0 درجة مئوية ويشير النظام الحراري إلى عدم وجود التجمد الدائم. أظهرت أعلى المواقع التي يبلغ ارتفاعها 3980 و 4160 مترًا مكعبًا دورات ذوبان متكررة جدًا وتأثيرًا صغيرًا للغطاء الثلجي على ضريبة السلع والخدمات، مما يعكس نقص تراكم الثلوج بسبب بيئاتها المعرضة للرياح في التلال وفي هضبة القمة. أظهر الموقع الواقع على ارتفاع 3815 مترًا في وادي إرحزر إيكبي الجنوبي نظامًا حراريًا مستقرًا من ديسمبر إلى مارس مع تراوح ضريبة السلع والخدمات من -4.5 إلى -6 درجات مئوية، تحت غطاء ثلجي مستمر. يفضل موقع الموقع في بيئة مقعرة تراكم الثلوج وانخفاض الإشعاع الشمسي القادم بسبب تأثير التلال الجنوبية، مما يفضل الحفاظ على حزمة ثلجية سميكة. يتم تفسير ضريبة السلع والخدمات المستقرة والمنخفضة على أنها مؤشر قوي على الوجود المحتمل للتجمد الدائم في هذا الموقع، وهو تفسير يدعمه وجود أشكال مفصصة ومقوسة في رواسب الكاحل. لا تزال هذه النتائج هي النهج الأول ومن المتوقع إجراء الملاحظات من خلال الجيوفيزياء والآبار. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها الإبلاغ عن تجمد دائم محتمل من ملاحظات درجة الحرارة في جبال شمال إفريقيا.Translated Description (French)
Résumé. Une activité périglaciaire relique et actuelle a été rapportée dans la littérature pour les tronçons supérieurs des montagnes du Haut Atlas, la plus haute chaîne d'Afrique du Nord (Djebel Toubkal – 4 167 m d'altitude). Les caractéristiques des lobates dans l'Irhzer Ikbi Sud à 3 800 m d'altitude ont déjà été interprétées comme un glacier rocheux actif, mais aucune mesure de la température du sol ou de l'air n'existe pour la région. Afin d'évaluer la présence éventuelle de pergélisol, analyser les données de juin 2015 à juin 2016 provenant de deux sites de température de l'air à 2 370 et 3 200 m d'altitude, et de quatre sites de température de surface du sol (GST) à 3 200, 3 815, 3 980 et 4 160 m d'altitude, permettant de caractériser les conditions le long d'un gradient altitudinal le long de la vallée de l'Oued Ihghyghaye jusqu'au sommet du Djebel Toubkal. La TPS a été collectée à des intervalles d'une heure et la présence de couverture neigeuse sur les sites de surveillance a été validée à l'aide des images Landsat-8 et Sentinel-2. Deux visites sur le terrain ont permis l'installation et la collecte d'enregistreurs et l'évaluation des caractéristiques géomorphologiques de la région. Les résultats montrent que la neige joue un rôle majeur sur le régime thermique du sol peu profond, induisant une importante variabilité spatiale. Le site le plus bas à 3 210 m présentait un régime caractérisé par des cycles de gel-dégel fréquents pendant la saison froide mais avec un petit nombre de jours de neige. Lorsque la neige se couche, le sol reste isotherme à 0 °C et le régime thermique indique l'absence de pergélisol. Les sites les plus élevés à 3 980 et 4 160 m d'altitude ont montré des cycles gel-dégel très fréquents et une petite influence de la couverture neigeuse sur la TPS, reflétant le manque d'accumulation de neige en raison de leurs paramètres exposés au vent dans une crête et dans le plateau sommital. Le site situé à 3 815 m dans la vallée sud de l'Irhzer Ikbi présentait un régime thermique stable de décembre à mars avec une GST variant de −4,5 à −6 °C, sous une couverture neigeuse continue. L'emplacement du site dans un cadre concave favorise l'accumulation de neige et la diminution du rayonnement solaire entrant sous l'effet d'une crête vers le sud, favorisant le maintien d'un manteau neigeux épais. La GST stable et faible est interprétée comme un indicateur fort de la présence probable de pergélisol sur ce site, une interprétation qui est soutenue par la présence de formes lobées et arquées dans les dépôts d'astragale. Ces résultats sont encore une première approche et des observations à travers la géophysique et les forages sont prévues. C'est la première fois que le pergélisol probable est rapporté à partir d'observations de température dans les montagnes d'Afrique du Nord.Translated Description (Spanish)
Resumen. La actividad periglacial relicta y actual ha sido reportada en la literatura para los tramos superiores de las montañas del Alto Atlas, la cordillera más alta del norte de África (Djebel Toubkal – 4.167 m s.n.m.). Las características lobuladas en el Irhzer Ikbi Sur a 3.800 m s.n.m. han sido interpretadas previamente como un glaciar de roca activo, pero no se sabe que existan mediciones de las temperaturas del suelo o del aire para el área. Para evaluar la posible presencia de permafrost, analizar los datos de junio de 2015 a junio de 2016 de dos sitios de temperatura del aire a 2.370 y 3.200 m s.n.m., y de cuatro sitios de temperatura de la superficie del suelo (GST) a 3.200, 3.815, 3.980 y 4.160 m s.n.m., lo que permite caracterizar las condiciones a lo largo de un gradiente de altitud a lo largo del valle de Oued Ihghyghaye hasta la cima del Djebel Toubkal. Los GST se recolectaron a intervalos de 1 hora y la presencia de cubierta de nieve en los sitios de monitoreo se validó utilizando imágenes Landsat-8 y Sentinel-2. Dos visitas de campo permitieron la instalación y recolección de madereros y la evaluación de las características geomorfológicas de la zona. Los resultados muestran que la nieve juega un papel importante en el régimen térmico del suelo poco profundo, induciendo una importante variabilidad espacial. El sitio más bajo a 3.210 m mostró un régimen caracterizado por ciclos frecuentes de congelación-descongelación durante la estación fría, pero con un pequeño número de días de nieve. Cuando la nieve se endurece, el suelo permanece isotérmico a 0 °C y el régimen térmico indica la ausencia de permafrost. Los sitios más altos a 3,980 y 4,160 m s.n.m. mostraron ciclos de congelación-descongelación muy frecuentes y una pequeña influencia de la capa de nieve en el GST, lo que refleja la falta de acumulación de nieve debido a sus entornos expuestos al viento en una cresta y en la meseta de la cumbre. El sitio ubicado a 3.815 m en el valle sur de Irhzer Ikbi mostró un régimen térmico estable de diciembre a marzo con GST que varía de -4,5 a -6 °C, bajo una capa de nieve continua. La ubicación del sitio en un entorno cóncavo favorece la acumulación de nieve y una menor radiación solar entrante debido al efecto de una cresta hacia el sur, lo que favorece el mantenimiento de una gruesa capa de nieve. El GST estable y bajo se interpretan como un fuerte indicador de la probable presencia de permafrost en este sitio, una interpretación que se apoya en la presencia de formas lobuladas y arqueadas en los depósitos de astrágalo. Estos resultados siguen siendo un primer acercamiento y se prevé observar a través de geofísica y sondeos. Esta es la primera vez que se informa de un probable permafrost a partir de las temperaturas observadas en las montañas del norte de África.Files
tc-11-1691-2017.pdf.pdf
Files
(11.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:46793a28f20fabe67101b0b83c958e65
|
11.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تشير درجات حرارة سطح الأرض إلى وجود التجمد الدائم في شمال إفريقيا (جبل توبقال، الأطلس الكبير، المغرب)
- Translated title (French)
- Les températures de surface du sol indiquent la présence de pergélisol en Afrique du Nord (Djebel Toubkal, Haut Atlas, Maroc)
- Translated title (Spanish)
- Las temperaturas de la superficie del suelo indican la presencia de permafrost en el norte de África (Djebel Toubkal, Alto Atlas, Marruecos)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2546243756
- DOI
- 10.5194/tc-2016-234
References
- https://openalex.org/W1189990828
- https://openalex.org/W1490077097
- https://openalex.org/W1599813389
- https://openalex.org/W1865241918
- https://openalex.org/W19572962
- https://openalex.org/W1969732328
- https://openalex.org/W1980443135
- https://openalex.org/W1981526408
- https://openalex.org/W1985602783
- https://openalex.org/W2002486217
- https://openalex.org/W2007045084
- https://openalex.org/W2026836053
- https://openalex.org/W2033825404
- https://openalex.org/W2036206030
- https://openalex.org/W2039426951
- https://openalex.org/W2040297489
- https://openalex.org/W2042516996
- https://openalex.org/W2046134731
- https://openalex.org/W2053374882
- https://openalex.org/W2054980175
- https://openalex.org/W2055287959
- https://openalex.org/W2064860806
- https://openalex.org/W2076354699
- https://openalex.org/W2092354801
- https://openalex.org/W2092705479
- https://openalex.org/W2112339925
- https://openalex.org/W2118000325
- https://openalex.org/W2134032857
- https://openalex.org/W2169791825
- https://openalex.org/W2246324962
- https://openalex.org/W2254550885
- https://openalex.org/W2276478979
- https://openalex.org/W2324927037
- https://openalex.org/W2334286535
- https://openalex.org/W2342399040
- https://openalex.org/W2345446101
- https://openalex.org/W2520054856
- https://openalex.org/W2546243756