Abstract

Stabilized eolian sand is common over much of the Great Plains region of the United States and Canada, including a subhumid area of ~1500 km2 near Minot, North Dakota. Eolian landforms consist of sand sheets and northwest-trending parabolic dunes. Dunes and sand sheets in the Minot field are presently stabilized by a cover of prairie grasses or oak woodland. Stratigraphic studies and accelerator mass spectrometry radiocarbon dating of paleosols indicate at least two periods of eolian sand movement in the late Holocene. Pedologic data suggest that all of the dune field has experienced late Holocene dune activity, though not all parts of the dune field may have been active simultaneously. Similar immobile element (Ti, Zr, La, Ce) concentrations support the interpretation that eolian sands are derived from local glaciofluvial and glaciolacustrine sediments. However, glaciolacustrine and glaciofluvial source sediments have high Ca concentrations from carbonate minerals, whereas dune sands are depleted in Ca. Because noneolian-derived soils in the area are calcareous, these data indicate that the Minot dune field may have had extended periods of activity in the Holocene, such that eolian abrasion removed soft carbonate minerals. The southwest-facing parts of some presently stabilized dunes were active during the 1930s drought, but were revegetated during the wetter years of the 1940s. These observations indicate that severe droughts accompanied by high temperatures are the most likely cause of Holocene eolian activity.

Les dépôts de sable éolien stabilisé sont fréquents dans la majeure partie de la région des Grandes Plaines des États-Unis et du Canada, incluant une aire subhumide de ~1500 km2 près de Minot, North Dakota. Les types de dépôts éoliens sont formés de couches de sable et de dunes paraboliques avec orientation nord-ouest. Les dunes et les couches de sable dans le champ de Minot sont actuellement stabilisées par un couvert végétal de prairie herbeuse ou par des boisés de chênes. Les études stratigraphiques et les datations au radiocarbone par accélérateur de particules par paléosols révèlent l'existence d'au moins deux périodes de mouvement du sable éolien durant l'Holocène tardif. Les données pédologiques suggèrent que l'activité dunaire a affecté en totalité l'aire du champ de dunes à l'Holocène tardif, quoique cette activité dunaire ne se manifestait pas simultanément dans toutes les parties du champ de dunes. La similitude des teneurs en éléments immobiles (Ti, Zr, La, Ce) supporte l'hypothèse que ces sables éoliens dérivent des sédiments glaciofluviaux et glaciolacustres de la région. Cependant, les sédiments d'origine glaciofluviale et glaciolacustre sont enrichis en Ca issu des carbonates, tandis que les sables des dunes sont appauvris en Ca. Vu que les sols d'origine non éolienne dans la région sont calcaires, ces données indiquent que le champ de dunes de Minot aurait pu subir durant l'Holocène une érosion éolienne sur de vastes étendues supprimant les carbonates. Les portions faisant face au sud-ouest de certaines dunes actuellement stabilisées étaient actives durant la sécheresse des années 1930, cependant elles ont été recouvertes de végétation durant les années 1940 plus humides. Ces observations indiquent que les grandes sécheresses sous les conditions de températures élevées sont la cause la plus probable de l'activité éolienne à l'Holocène. [Traduit par la rédaction]