Published July 21, 2017
| Version v1
Publication
Open
New observations indicate the possible 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 features have been reported in the literature for the upper reaches of the High Atlas mountains, which is the highest range in North Africa (Djebel Toubkal – 4167 m a.s.l.). A lobate feature in the Irhzer Ikhibi south at 3800 m a.s.l. has 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 the possible presence of permafrost, we analyse data from June 2015 to June 2016 from two air temperature measurement sites at 2370 and 3210 m a.s.l. and from four ground surface temperature (GST) sites at 3220, 3815, 3980 and 4160 m a.s.l. to characterize conditions along an altitudinal gradient along the Oued Ihghyghaye valley to the summit of the Djebel Toubkal. GSTs were collected at 1 h 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 3220 m had a thermal regime characterized by frequent freeze–thaw cycles during the cold season but with few days of snow. When snow settled, the ground surface remained isothermal at 0 °C , indicating the absence of permafrost. The highest sites at 3980 and 4160 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 wind-exposed settings on a ridge and on the summit plateau. The site located at 3815 m in the Irhzer Ikhibi south valley had a cold, stable thermal regime with GST varying from −4.5 to −6 °C from December to March, under a continuous snow cover. The site's location in a concave setting favours wind-driven snow accumulation and lower incoming solar radiation due to the shading effect of a ridge, inducing the conservation of a thick snow pack. The stable and low GSTs are interpreted as a strong indicator of the probable presence of permafrost at this site, which is an interpretation supported by the presence of lobate and arcuate features in the talus deposits. We present first results and further observations using geophysics, and borehole measurements are foreseen. This is the first time that probable permafrost has been 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 ملامح أثرية وحالية حول الجليدية في الأدبيات الخاصة بالحدود العليا لجبال الأطلس الكبير، وهي أعلى سلسلة في شمال إفريقيا (جبل طوبقال – 4167 متر مربع). تم تفسير ميزة مفصصة في إرحزر إخيبي جنوبًا على ارتفاع 3800 متر مربع 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، نقوم بتحليل البيانات من يونيو 2015 إلى يونيو 2016 من موقعين لقياس درجة حرارة الهواء عند 2370 و 3210 متر مكعب ومن أربعة مواقع لدرجة حرارة سطح الأرض (GST) في 3220 و 3815 و 3980 و 4160 متر مكعب لتوصيف الظروف على طول تدرج ارتفاعي على طول وادي وادي Ihghyghaye إلى قمة جبل توبقال. تم جمع GSTs على فترات ساعة واحدة، وتم التحقق من وجود الغطاء الثلجي 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. كان لأدنى موقع عند 3220 م نظام حراري يتميز بدورات ذوبان الجليد المتكررة خلال موسم البرد ولكن مع أيام قليلة من الثلوج. عندما استقرت الثلوج، ظل سطح الأرض متساوي الحرارة عند 0 درجة مئوية ، مما يشير إلى عدم وجود التجمد الدائم. أظهرت أعلى المواقع في 3980 و 4160 متر مكعب دورات ذوبان متكررة للغاية وتأثيرًا صغيرًا للغطاء الثلجي على ضريبة السلع والخدمات، مما يعكس نقص تراكم الثلوج بسبب الإعدادات المعرضة للرياح على التلال وعلى هضبة القمة. كان للموقع الواقع على ارتفاع 3815 مترًا في وادي إرحزر إخيبي الجنوبي نظام حراري بارد ومستقر مع ضريبة السلع والخدمات تتراوح من -4.5 إلى -6 درجات مئوية من ديسمبر إلى مارس، تحت غطاء ثلجي مستمر. يفضل موقع الموقع في بيئة مقعرة تراكم الثلوج التي تحركها الرياح وانخفاض الإشعاع الشمسي القادم بسبب تأثير التظليل للتلال، مما يؤدي إلى 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 ميزات مفصصة ومقوسة في رواسب الكاحل. نقدم النتائج الأولى والملاحظات الإضافية باستخدام الجيوفيزياء، ومن المتوقع إجراء قياسات البئر. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها الإبلاغ عن تجمد دائم محتمل من ملاحظات درجة الحرارة في جبال شمال إفريقيا.Translated Description (French)
Résumé. Des caractéristiques périglaciaires reliques et actuelles ont été rapportées dans la littérature pour les tronçons supérieurs des montagnes du Haut Atlas, qui est la plus haute chaîne d'Afrique du Nord (Djebel Toubkal – 4167 m d'altitude). Une caractéristique lobée dans l'Irhzer Ikhibi sud à 3800 m d'altitude a déjà été interprétée 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, nous analysons les données de juin 2015 à juin 2016 provenant de deux sites de mesure de la température de l'air à 2370 et 3210 m d'altitude et de quatre sites de mesure de la température de surface du sol (GST) à 3220, 3815, 3980 et 4160 m d'altitude pour caractériser les conditions le long d'un gradient altitudinal le long de la vallée de l'Oued Ihghyghaye jusqu'au sommet du Djebel Toubkal. Les GST ont été collectées à des intervalles de 1 h, 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 3220 m avait un régime thermique caractérisé par des cycles de gel-dégel fréquents pendant la saison froide mais avec quelques jours de neige. Lorsque la neige s'est déposée, la surface du sol est restée isotherme à 0 °C , indiquant l'absence de pergélisol. Les sites les plus élevés à 3980 et 4160 m d'altitude ont montré des cycles de gel-dégel très fréquents et une petite influence de la couverture neigeuse sur la TPS, reflétant l'absence d'accumulation de neige due aux réglages exposés au vent sur une crête et sur le plateau sommital. Le site situé à 3815 m dans la vallée sud d'Irhzer Ikhibi avait un régime thermique froid et stable avec une GST variant de −4,5 à −6 °C de décembre à mars, sous une couverture de neige continue. L'emplacement du site dans un cadre concave favorise l'accumulation de neige induite par le vent et réduit le rayonnement solaire entrant en raison de l'effet d'ombrage d'une crête, induisant la conservation d'un manteau neigeux épais. Les GST stables et faibles sont interprétées comme un indicateur fort de la présence probable de pergélisol sur ce site, ce qui est une interprétation étayée par la présence de caractéristiques lobées et arquées dans les dépôts d'astragales. Nous présentons les premiers résultats et d'autres observations à l'aide de la géophysique, et des mesures de forage sont prévues. C'est la première fois que du pergélisol probable a été signalé à partir d'observations de température dans les montagnes d'Afrique du Nord.Translated Description (Spanish)
Resumen. Se han reportado características periglaciales relictas y actuales en la literatura para los tramos superiores de las montañas del Alto Atlas, que es la cordillera más alta del norte de África (Djebel Toubkal – 4167 m s.n.m.). Una característica lobulada en el sur de Irhzer Ikhibi a 3800 m s.n.m. se ha interpretado 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, analizamos los datos de junio de 2015 a junio de 2016 de dos sitios de medición de la temperatura del aire a 2370 y 3210 m s.n.m. y de cuatro sitios de temperatura de la superficie del suelo (GST) a 3220, 3815, 3980 y 4160 m s.n.m. para caracterizar las condiciones a lo largo de un gradiente altitudinal a lo largo del valle de Oued Ihghyghaye hasta la cumbre del Djebel Toubkal. Los GST se recolectaron a intervalos de 1 h, y la presencia de cobertura 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 3220 m tenía un régimen térmico caracterizado por frecuentes ciclos de congelación-descongelación durante la estación fría pero con pocos días de nieve. Cuando la nieve se asentó, la superficie del suelo permaneció isotérmica a 0 °C , lo que indica la ausencia de permafrost. Los sitios más altos a 3980 y 4160 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 los entornos expuestos al viento en una cresta y en la meseta de la cumbre. El sitio ubicado a 3815 m en el valle sur de Irhzer Ikhibi tenía un régimen térmico frío y estable con GST que variaba de -4,5 a -6 °C de diciembre a marzo, bajo una capa de nieve continua. La ubicación del sitio en un entorno cóncavo favorece la acumulación de nieve impulsada por el viento y una menor radiación solar entrante debido al efecto de sombra de una cresta, lo que induce a conservar una gruesa capa de nieve. Los GST estables y bajos se interpretan como un fuerte indicador de la probable presencia de permafrost en este sitio, que es una interpretación respaldada por la presencia de características lobuladas y arqueadas en los depósitos de astrágalo. Presentamos los primeros resultados y otras observaciones utilizando geofísica, y se prevén mediciones de pozos. Esta es la primera vez que se ha informado 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 الملاحظات الجديدة إلى وجود محتمل للتجمد الدائم في شمال إفريقيا (جبل طوبقال، الأطلس الكبير، المغرب)
- Translated title (French)
- De nouvelles observations indiquent la présence possible de pergélisol en Afrique du Nord (Djebel Toubkal, Haut Atlas, Maroc)
- Translated title (Spanish)
- Nuevos datos indican la posible presencia de permafrost en el norte de África (Djebel Toubkal, Alto Atlas, Marruecos)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2738588868
- DOI
- 10.5194/tc-11-1691-2017
References
- https://openalex.org/W1189990828
- https://openalex.org/W1490077097
- https://openalex.org/W157645258
- https://openalex.org/W1599813389
- https://openalex.org/W162897546
- https://openalex.org/W1857977652
- 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/W2001680491
- https://openalex.org/W2002486217
- https://openalex.org/W2007045084
- https://openalex.org/W2020160277
- 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/W2046569719
- https://openalex.org/W2053374882
- https://openalex.org/W2054980175
- https://openalex.org/W2055287959
- https://openalex.org/W2064860806
- https://openalex.org/W2068642932
- https://openalex.org/W2076354699
- https://openalex.org/W2092354801
- https://openalex.org/W2092705479
- https://openalex.org/W2106330978
- https://openalex.org/W2112339925
- https://openalex.org/W2118000325
- https://openalex.org/W2134032857
- https://openalex.org/W2165900114
- https://openalex.org/W2169791825
- https://openalex.org/W2254550885
- https://openalex.org/W2256651652
- https://openalex.org/W2276478979
- https://openalex.org/W2300303943
- https://openalex.org/W2331864186
- https://openalex.org/W2334286535
- https://openalex.org/W2342399040
- https://openalex.org/W2345446101
- https://openalex.org/W2346050685
- https://openalex.org/W2504851783
- https://openalex.org/W2520054856
- https://openalex.org/W2605774578
- https://openalex.org/W3156336927
- https://openalex.org/W4248944741