Active Layer Variability and Permafrost Stability on Axel Heiberg Island: Comparing Electrical Resistivity Tomography and Ground-Penetrating Radar
Notice bibliographique
Résumé
High Arctic landscapes are undergoing rapid change, warming at least four times faster than the global average. Because these regions are dominated by continuous permafrost, thawing leads to deeper active layers (AL) and increasing groundwater infiltration, altering hydrology and mobilizing nutrients and metals. This study was designed to compare the effectiveness of electrical resistivity tomography (ERT) and ground-penetrating radar (GPR) for characterizing permafrost environments and capturing short-term thaw dynamics. Fieldwork took place on a west-facing slope at Expedition Fiord, Axel Heiberg Island, where two 20 m transects (NShill and WEhill) were surveyed repeatedly over five days (July 23–27, 2025). Surveys used ERT (Wenner and dipole-dipole arrays), GPR (500 MHz), permafrost probing, and soil probes (moisture, temperature, conductivity). The original aim was to evaluate how the two geophysical methods compare, while testing the hypothesis that AL properties respond strongly to weather variability, whereas permafrost (PF) remains relatively stable. Results confirm that the AL is highly sensitive to both weather and microtopography, while PF resistivity remained stable within orders of magnitude over the study period. Soil data showed persistent wet anomalies at NShill (electrodes 10–12), while WEhill responded more directly to rainfall and drying. ERT consistently resolved a conductive AL above resistive PF, with saturation beneath puddles producing reduced resistivity and stronger attenuation. GPR showed a strong reflective band at ~3–7 ns (AL boundary) and signal loss below ~10–12 ns, especially at saturated troughs. Across methods, AL thickness followed the relation probe ≤ GPR ≤ ERT, reflecting that each technique senses different physical boundaries. Together, the datasets demonstrate that ERT and GPR are complementary tools: ERT resolves the boundary between active layer and permafrost, while GPR highlights finer-scale thaw patterns and moisture variability near the surface.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».