Sedimentology of perennial ice-covered , meromictic Lake A , Ellesmere Island , at the northern extreme of Canada 1

The sedimentology of coastal, meromictic Lake A, Ellesmere Island (83800’N, 75830’W), was investigated to understand the linkages between the extreme lake environment and its sedimentary features. Four facies were identified within the sedimentary record that represent stages of the lake’s development from a marine embayment to a meromictic lake. Despite low ecosystem productivity, both clastic and biogenic materials contribute substantially, and highly seasonal sedimentation, pervasive ice cover, and anoxia in the saline bottom water (monimolimnion) act to preserve annual sedimentary units (varves) within the upper part of the sedimentary record. Sediment texture is predominantly silt and clay, but the irregular presence of sand indicates past episodes of higher energy stream discharge to the lake. Oxygen incursions into the chemocline likely cause bacteria mortality and provide elemental sulphur for iron sulphides that are deposited in the sediments. Millimetre-scale sedimentary pellets are also a conspicuous feature in the sediments and are interpreted to result from littoral sediment transport by ice-rafting. Many of Lake A’s notable sedimentary features are also evident in other High Arctic meromictic lakes, particularly those on the northern coast of Ellesmere Island. These similarities and the important biogenic component identified in Lake A suggest that processes in these sedimentary environments are more complex than previously thought. Résumé : La sédimentologie du lac méromictique A, sur l’ı̂le d’Ellesmere (83800’N, 75830’O), a été étudiée afin de comprendre les liens entre l’environnement extrême du lac et ses caractéristiques sédimentaires. Quatre faciès ont été identifiés dans les sédiments; ils représentent des étapes du développement du lac à partir d’un enfoncement marin à un lac méromictique. Malgré la faible productivité de l’écosystème, la matière clastique et biogénétique y contribue de manière importante et une sédimentation saisonnière élevée, un couvert de glace omniprésent et l’anoxie dans les eaux de fond salines (monimolimnion) préservent les unités de sédimentation annuelles (varves) dans la partie supérieure des sédiments. La texture du sédiment provient surtout du silt et de l’argile mais la présence irrégulière de sable indique d’anciens épisodes de décharge à grande énergie dans le lac. Des incursions d’oxygène dans le chemocline a probablement causé la mort des bactéries et a fourni du soufre élémentaire pour les sulfures de fer qui se sont déposés dans les sédiments. Des granules sédimentaires d’ordre millimétrique forment aussi une caractéristique remarquable bien visible; ils proviendraient de sédiments littoraux transportés par des banquises. De nombreuses caractéristiques du lac A sont aussi évidentes dans d’autres lacs méromictiques du Grand Nord, surtout ceux de la côte nord de l’ı̂le d’Ellesmere. Ces similitudes et la forte composante biogénétique identifiée dans le lac A suggèrent que les processus dans ces environnements sédimentaires soient plus complexes qu’à première vue. [Traduit par la Rédaction]