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Results from the I.A.G.P. Flow-Line Study Inland of Casey, Wilkes Land, Antarctica

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

W. F. Budd
Affiliation:
Antarctic Division, Department of Science, 568 St Kilda Road, Melbourne, Victoria 3004, Australia
N. W. Young
Affiliation:
Antarctic Division, Department of Science, 568 St Kilda Road, Melbourne, Victoria 3004, Australia
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Abstract

In order to determine accurate velocities of the ice sheet in the interior of Antarctica, approximately along a flow line, a detailed trilateration net was established in 1973 from the summit of Law Dome (100 km inland) to about 250 km south near the 2000 m contour. The net consisted of a double line of markers approximately 10 km apart with all sides and diagonals of the quadrilaterals measured with telluro-meters. In addition, satellite doppler survey positions and astronomical azimuths were determined at about 50 km intervals to control the net on the large scale. Other measurements carried out en route included: continuous barometric levelling, radio echo-sounding, gravimetry, accumulation, and surface sampling. The route was close to an earlier traverse route which reached Vostok in 1962 and along which other data, including snow-surface temperatures and temperature–depth gradients, were determined.

The trilateration net was re-surveyed in 1975 allowing velocities and strain-rates to be determined. The results indicate that the ice sheet is close to balance in this region.

Therefore, the measured velocities were used together with “balance velocities”, further inland, to carry out a modelling study of a flow line, to derive particle trajectories, ages, temperature profiles, and “dynamics velocities”, from a flow law. The results provide further insight into the dynamics and flow properties of the ice sheet.

Résumé

Résumé

En vue de déterminer avec précision les vitesses de la calotte glaciaire dans l’intérieur de l’Antarctique, approximativement le long d’une ligne de courant, on a établi en 1973 une triangulation détaillée depuis le sommet de Law Dome (100 km à l’intérieur des terres) jusqu’à environ 250 km au Sud, près de la cote 2000 m. Le réseau comprend une double ligne de balises distantes d’environ 10 km avec tous les côtés et les diagonales mesurés au telluromètre. De plus des positions par visée sur satellite Doppler et des azimuths astronomiques furent relevés à des intervalles de 50 km environ pour contrôler le réseau à plus grande échelle. D’autres mesures menées au passage comprenaient: des relevés barométriques continus, des sondages par écho radio, des mesures de gravimétrie, des prélèvements d’échantillons de surface et de l’accumulation. L’itinéraire débouche sur un itinéraire transversal précédent qui atteignit Vostok en 1962 et le long duquel d’autres données, dont les températures de surface de la neige et les gradients de température en profondeur avaient été déterminés.

Le réseau de triangulation fut à nouveau ré-observé en 1975 ce qui a permis de déterminer les vitesses et le champ des contraintes. Les résultats indiquent que la calotte glaciaire est proche de l’équilibre dans cette région.

C’est pourquoi les vitesses mesurées furent utilisées concuremment aux “vitesses de bilan” vers l’intérieur du continent pour mettre au point un modèle d’étude d’une ligne de courant, afin de tirer d’une loi d’écoulement, les trajectoires des particules, leurs âges, les profils de température et les “vitesses dynamiques". Les résultats offrent une vue plus complète de la dynamique et des propriétés rhéologiques des calottes glaciaires.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Zur genauen Bestimmung von Geschwindigkeiten in Innern des antarktischen Eisschildes, annähernd längs einer Stromlinie, wurde 1973 ein engmaschiges Trilaterationsnetz vom Scheitel des Law Dome (100 km landeinwärts) bis ca. 250 km nach Süden nahe der Meereshöhe 2000 m aufgebaut. Das Netz bestand aus einer Doppellinie von Festpunkten im Abstand von ca. 10 km, in der alle Seiten und Diagonalen der Quadratkette mit Tellurometern gemessen wurden. Zusätzlich wurden Positionen durch Dopplermessungen nach Satelliten und astronomische Azimute in Abständen von etwa 50 km zur grossmassstäbigen Kontrolle des Netzes bestimmt. Weitere Messungen während der Feldkampagne umfassten: fortlaufende barometrische Höhenmessung, Dickenbestimmung mit Radar-Echo, Gravimetrie, Akkumulation und Probenentnahme an der Oberfläche. Die Route verlief nahe einer früheren Überquerung, die 1962 in Vostok endete und bei der andere Daten wie Schneetemperaturen und Temperaturgradienten in die Tiefe bestimmt worden waren.

Die Wiederholung der Trilateration im Jahre 1975 erlaubte die Bestimmung von Geschwindigkeiten und Verformungsraten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich der Eisschild in dieser Region nahe am Gleichgewichtszustand befindet.

Die gemessenen Geschwindigkeiten wurden daher zusammen mit “Gleichgewichtsgeschwindigkeiten” von weiter landeinwärts dazu benutzt, eine Modellstudie für eine Stromlinie durchzuführen, sowie Teilchenbahnen, Altersangaben, Temperaturprofile und “dynamische Geschwindigkeiten” aus einem Fliessgesetz herzuleiten. Die Ergebnisse vermitteln weitere Einsichten in die Dynamik und Fliessverhältnisse des Eisschildes.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1979
Figure 0

Fig. 1.The map of the I.A.G.P. area shows the elevation contours, the trilateration net inland of Casey (thick line), the approximate flow line modelled from ridge “B“, and other traverse routes with satellite fixes for ice movement as marked.

Figure 1

Fig. 2.The derived ice-velocity vectors inland of Casey are shown together with the tellurometer trilateration net and the locations of the satellite doppler fixes.

Figure 2

Fig. 3.A section of the surface and bedrock profiles along the trilateration net for the east side (A) and west side (B) from A017 to A031 is shown resolved as a function of distance south. The movement poles are shown as numbered sequentially except for extra markers in the valley south of A022.

Figure 3

Fig. 4.The magnitudes (northwards) of the velocities measured at the trilateration net marker poles for the A side (•) and B side (⋆) are shown as a function of distance south from the dome summit (A001) to the valley bottom (A015) and to the end of the net at A035.

Figure 4

Fig. 5.Data required for the modelling study are shown for the flow line given in Figure 1 from ridge “B” to Vanderford Glacier: bedrock elevation (b), surface elevation (E), balance velocity (V̄), surface temperature (θ), temperature-elevation gradient (λ) and accumulation-rate (A).

Figure 5

Fig. 7.Temperature-depth gradients along the flow line. The computed gradients (⋆) are shown in comparison with gradients (•) measured along the route from Casey towards Vostok by Budd in 1961 and Battye in 1962.

Figure 6

Fig. 6.Results of the flow-line modelling showing the particle trajectories, ages (103 a), and temperature profiles, with surface and basal temperatures. The surface temperature–depth gradients show a trend from positive to negative towards the coast.

Figure 7

Fig. 8.The flow-line model output “dynamics velocity” (Vd) is shown in comparison with the input “balance velocity” (V̄) and the measured surface velocity Vs.. The measured longitudinal strain-rate ⋵x, and the basal shear stress τb are also shown.