Freeze-thaw and shore platform development in Gaspé, Québec Le rôle de la gélifraction dans la formation des plates-formes littorales en Gaspésie, Québec Gefrieren und Auftauen, und die Entwicklung der Küsteplattform in Gaspé, Québec

Abstract

The role of freeze-thaw action in coastal environments, with particular reference to the formation of sub-horizontal shore platforms in Gaspé, Québec, was investigated experimentally. Rock cores and crushed rock samples were subjected to: two freeze-thaw cycles of twelve and twenty-four hour durations; fresh water and three artificial sea water solutions of about half, one and a half, and 'normal' salinity; and two drainage conditions representing rock pools and vertical well drained surfaces. These variables were selected to simulate some of the local environments which exist between the cliff top and low tide level in coastal Gaspé. Shales were the most susceptible to frost breakdown, followed in turn by argillites, calcisiltites and dolomitic silty argillites, and graywackes. Greatest disintegration tended to be associated with sea water solutions of about half-normal salinity. The data suggest that breakdown is greatest in the lower portions of the cliff. Freeze-thaw may produce the moat-like pools commonly found at the back of shore platforms. Although the process undoubtedly facilitates wave erosion of the platform and cliff, however, there is no evidence to suggest that it causes shore platforms to assume subhorizontal gradients.

Résumé

Le rôle de la gélifraction en milieu littoral, en particulier dans la formation des plates-formes subhorizontales en Gaspésie, a été étudié d’une façon expérimentale. Des carottes et des fragments de roc ont été soumis à des cycles gel-dégel de 12 et de 24 heures, les uns dans de l’eau ordinaire et les autres dans de l’eau de mer à salinité normale, à demi-salinité et à salinité et demie, dans des conditions d’humidité correspondant à celles des cuvettes rocheuses et des escarpements verticaux. Les conditions furent déterminées en regard des milieux naturels locaux prévalant dans la zone comprise entre le haut de la falaise et le niveau des basses mers, sur la côte nord de la Gaspésie. Les schistes se sont révélés les plus sensibles à la gélifraction; viennent ensuite dans l’ordre de plus grande sensibilité, les argilites, les calcshistes, les argilites dolomitiques et les grauwackes. La gélifraction maximale s’est produite dans une solution correspondant à la demi-salinité de l’eau de mer. Les résultats indiquent que la gélifraction est plus importante dans la partie inférieure de la falaise. Elle pourrait être à l’origine des cuvettes superficielles entaillant les plates-formes littorales. Bien que la gélifraction soit un processus favorisant l’érosion par les vagues des plates-formes et des falaises, rien ne permet d’affirmer qu’elle soit à l’origine des plates-formes littorales subhorizontales en Gaspé.

Zusammenfassung

Die Rolle der Gelifraktion in Kustengegenden, mit besonderem Hinweis auf die Entstehung von subhorizontalen Küstenplattformen in Gaspé, Québec, wurde im Experiment untersucht. Bohrungskerne und zermahlene Gesteinsproben wurden folgenden Kräften aus-gesetzt: zwei Gefrierund Auftauzyklen von zwölf und vierundzwanzig Stunden Dauer, Frischwasser, und drei künstliche Salzwasserlösungen von ungefähr halber, anderthalber und "normaler" Salinität, und zwei Entwässerungs Verhältnissen, die einem Felskessel und senkrechten, gut drainierten Oberflächen entsprechen. Diese Varianten wurden gewählt, weil sie die örtlichen Umweltverhältnisse nachahmen, die man zwischen den Felsspitzen und der Ebbelinie an der Gaspé Küste finded. Die Tonschiefer waren am meisten von der Frostsprengung beeinflusst. Der Ordnung nach folgten, Argilite, Kalcisiltite, und dolomitische siltische Argi Mite und grau wacken. Die grösste Zersetzung wurde bei Seewassersolutionen von halb normaler Stärke beobachtet. Die Daten zeigen, dass der Verfall in der unteren Hälfte des Kliffs am grössten ist. Die Frosstsprengung könnte auch die flachen Becken hervorrufen, die man oft hinter der Küstenplattform finded. Wärend Frostsprengung ohne Zweifel die Wellenerosion der Küstenplattform und des Kliffs erleichtert, besteht jedoch kein Beweis, dass sie der Küstenplattform einen subhorizontalen Winkel gibt.