Les travaux des scientifiques

Cartographie bathymétrique

Répartition des contaminants et études de base

Diagramme indiquant la façon dont les données océanographiques et les données géologiques marines sont recueillies en mer au moyen de divers dispositifs installés à bord de navires et de dispositifs remorqués.

Pour cartographier la géologie et le fond marin du port d’Halifax, on a eu recours à deux techniques principales. Premièrement, on a utilisé des navires pour effectuer des levers par quadrillage au moyen de systèmes utilisant des sons ou l’acoustique (profileurs de réflexion sismique, échosondeurs, et sonars à balayage latéral). Ces systèmes fournissent des données et des images que l’on peut interpréter pour comprendre le substratum et les sédiments du fond marin et de la subsurface. Ils utilisent l’énergie acoustique non seulement pour faire réfléchir les sons à partir du fond marin afin de déterminer la profondeur de l’eau, mais aussi pour pénétrer les sédiments et identifier les couches et d’autres caractéristiques internes. Certaines images présentent une coupe transversale du fond marin et de la subsurface. Cette information permet de dresser des cartes indiquant la répartition et l’épaisseur des sédiments, ainsi que les caractéristiques géologiques sous le fond marin.

Les sonars à balayage latéral sont des systèmes qui émettent des sons de haute fréquence en éventail étroit qui ne pénètrent pas les sédiments, mais qui balaient le fond marin à de faibles angles. Ils fournissent une image vue en plan qui ressemble à une photographie aérienne. À partir de ces images, il est possible de recueillir des renseignements sur le type de sédiments et la répartition de ceux‑ci, ainsi que sur la forme ou la morphologie du fond marin. Ces systèmes sont particulièrement efficaces pour révéler la présence d’éléments sur le fond marin, tels que des épaves, des marques d’ancre, des câbles et d’autres débris.

Photographie de vase sur le fond marin dans l’arrière‑port et de matériel type rejeté sur le fond marin. Les petits éléments noirs présents sur le fond marin sont des tubes de vers.

Les levers mentionnés ci‑dessus sont désignés sous le nom de levers de télédétection parce qu’ils sont effectués à partir de navires en mouvement. Ils sont ensuite suivis de la collecte de carottes de sédiments (à l’aide de tubes qui s’enfoncent dans les sédiments comme une aiguille), du prélèvement d’échantillons du fond marin et de la prise de photographies du fond dans des endroits judicieusement sélectionnés. C’est ce que l’on appelle la réalité de terrain en ce qui concerne les images acoustiques (sonores) recueillies au moyen des premiers systèmes, et on l’utilise pour confirmer l’exactitude des interprétations de l’information. Au cours de la dernière phase d’exécution du lever, on avait recours à un véhicule téléguidé muni d’une caméra appelé VTG pour étudier des cibles individuelles ou des caractéristiques particulières du fond marin. On procédait également à des observations par submersible dans le bassin de Bedford, l’avant‑port, et dans les atterrages du port. On compilait tous ces renseignements afin de produire des cartes du substratum et des sédiments du port. Les sédiments étaient cartographiés au moyen des noms officiels que les géologiques marins utilisaient pour désigner les sédiments, par exemple, la vase est appelée argile La Hève, et le sable ainsi que le gravier que l’on retrouve dans l’avant‑port sont désignés sous le nom de sable et gravier de l’île de Sable.

Au cours de la période des travaux de cartographie du port d’Halifax, on a mené simultanément des études sur la géochimie des sédiments. Ces démarches ont fourni des renseignements sur l’histoire des sédiments et la présence de contaminants. Les résultats ont permis de déterminer la façon dont les gens exploitaient le port ainsi que les zones avoisinantes, puisque cette information est inscrite dans les sédiments.

Cartographie bathymétrique

Carte bathymétrique multifaisceaux des profondeurs des eaux du bassin de Bedford. Elle est chromocodée en fonction de la profondeur, la zone la plus profonde apparaissant en bleu et atteignant 71 m de profondeur. Elle est également ombrée au moyen d’un rayonnement solaire simulé par ordinateur qui produit des ombres et qui permet d’interpréter l’image comme une photographie aérienne des terres.

Une partie importante de la cartographie du fond marin consiste à comprendre la forme du fond marin et la profondeur de l’eau. Le Service hydrographique du Canada produit des cartes hydrographiques à cette fin. Au cours des dernières étapes des levers effectués dans le port, une nouvelle technologie appelée bathymétrie multifaisceaux permettant de procéder à la cartographie haute définition est devenue disponible. Ce système utilise des transducteurs (sources sonores) montés sur un navire qui produisent un grand nombre de faisceaux acoustiques indépendants et permet de cartographier un vaste secteur du fond marin à la fois en couvrant 100 % du fond. Les images produites sont ombrées à l’ordinateur de façon à donner l’impression que l’eau a été drainée et que l’on survole la zone. Un grand nombre de ces images sont utilisées sur ce site Web. Elles sont l’équivalent sous‑marin de photographies aériennes des terres adjacentes. Étant donné que cette information est acquise numériquement, il est possible d’élaborer de nombreux types de cartes afin de représenter des aspects subtils du dépôt de sédiments, de l’érosion, et des caractéristiques du fond marin. On peut également présenter cette information au moyen de diverses palettes de couleurs afin de représenter la forme du fond marin, et produire des survols par ordinateur. Les images issues de la bathymétrie multifaisceaux complètent bien les autres ensembles de données géologiques.

Répartition des contaminants et études de base

Voici un bref résumé d’une étude de la géochimie des sédiments du port effectuée par Dale Buckley et ses collègues de la Commission géologique du Canada (CGC) [Atlantique]. Sous une mince couche de sédiments bruns oxydés, mesurant souvent moins de quelques millimètres d’épaisseur, les boues du port sont de couleur grise à noire et dégagent une odeur de sulfure d’hydrogène. On a étudié les répartitions de métaux contaminants tels que le plomb, le zinc, le lithium, le cadmium et le cuivre dans ces boues et on a déterminé leurs sources. Les répartitions du cuivre et du zinc révèlent que les émissaires d’évacuation d’eaux usées non traitées sont d’importantes sources. Les anomalies de zinc adjacentes à Seaview Point dans le bassin de Bedford indiquent une lixiviation provenant de l’ancien emplacement du dépotoir municipal d’Halifax.

On a utilisé une technique d’analyse spéciale pour comprendre la répartition complexe des anomalies géochimiques. Celle‑ci a permis de consolider une vaste quantité d’information et de démontrer que quatre processus sont responsables de la contamination des sédiments. Les deux principaux processus sont attribués aux rejets d’eaux usées et industriels, et aux eaux de ruissellement.

Le niveau de contamination métallique des sédiments du port d’Halifax est l’un des plus élevés au monde par comparaison à des environnements similaires et est directement lié aux propriétés de piégeage des sédiments du port. Les sédiments renferment un important dépôt de contaminants, mais en raison des conditions anoxiques (absence d’oxygène) régnant directement sous la surface, ceux‑ci sont partiellement confinés. Toutefois, la perturbation physique du fond marin causée par l’ancrage des navires et l’affouillement par les hélices peut mobiliser les sédiments.

En plus de mener des études sur les contaminants métalliques sur le fond marin, on a étudié des carottes de sédiments afin de comprendre l’historique de la contamination. Les carottes ont révélé, comme les pages d’un livre, par exemple, que les concentrations d’hydrocarbure ont augmenté par un facteur de 100 de 1900 à 1990. Le mercure, le zinc, le plomb et le cuivre ont atteint un sommet au cours des années 1970. On a pu déceler clairement des tendances historiques et par exemple, les sédiments de la baie Northwest Arm indiquent qu’un changement est survenu, le ruissellement en surface ayant été remplacé par l’écoulement de rejets récents d’eaux usées. Ces changements découlent d’activités industrielles et urbaines qui modifient le genre, la quantité et l’emplacement des intrants dans le système.

Carte indiquant la répartition et la quantité du mercure se trouvant dans les sédiments du fond marin du port d’Halifax, dressée par Dale Buckley.

La datation des carottes a aussi fourni des renseignements sur les taux de sédimentation dans le port depuis approximativement 1880. Pour ce qui est du bassin de Bedford, environ 35 cm de sédiments se sont déposés entre 1880 et 1990, tandis que la quantité relevée dans l’arrière‑port, au sud‑est de l’île George, est d’approximativement 90 cm au cours de la même période.

Les cartes des métaux contenus dans les sédiments peuvent aussi fournir une évaluation indirecte de la façon dont les sédiments sont susceptibles d’êtres déposés et des endroits où ils pourraient l’être. Dans l’arrière‑port, la répartition du mercure provenant des émissaires d’évacuation d’eaux usées de la zone de la jetée A à l’extrémité sud d’Halifax montre un mouvement vers le nord, à l’ouest de l’île George et la formation de dépôts dans le nord de l’île George. Une importante anomalie de mercure située dans le sud‑est du bassin de Bedford est attribuée à des décharges dans The Narrows au pied de la rue Duffus et au transport vers le bassin de Bedford suivi d’un dépôt éventuel aux endroits où la vitesse du courant diminue.

À quelques exceptions près, les régimes de transport des sédiments contaminés indiquent un mouvement général vers l’intérieur au nord et cette indication est appuyée par de nombreuses autres observations des éléments du fond marin.