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Glacier-Bed Landforms of The Prairie Region of North America*

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

S. R. Moran
Affiliation:
Geology Division, Alberta Research Council, 11315 87 Avenue, Edmonton, Alberta T6G 2C2, Canada
Lee Clayton
Affiliation:
Department of Geology, University of North Dakota, Grand Forks, North Dakota 58202, U.S.A.
R. Leb Hooke
Affiliation:
Department of Geology and Geophysics, University of Minnesota, 108 Pillsbury Hall, 310 Pillsbury Drive S.E., Minneapolis, Minnesota 55455, U.S.A.
M.M Fenton
Affiliation:
Geology Division, Alberta Research Council, 11315 87 Avenue, Edmonton, Alberta T6G 2C2, Canada
L.D. Andriashek
Affiliation:
Geology Division, Alberta Research Council, 11315 87 Avenue, Edmonton, Alberta T6G 2C2, Canada
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Two major types of terrain that formed at or near the bed of Pleistocene continental ice sheets are widespread throughout the prairie region of Canada and the United States. These are (1) glacial-thrust blocks and source depressions, and (2) streamlined terrain.

Glacial-thrust terrain formed where the glacier was frozen to the substrate and where elevated pore-pressure decreased the shear strength of the substrate to a value less than that applied by the glacier. The marginal zone of ice sheets consisted of a frozen-bed zone, no more than 2–3 km wide in places, within which glacial-thrust blocks are large and angular. Up-glacier from this zone, the thrust blocks are generally smaller and smoothed. Streamlined terrain begins 2–3 km behind known ice-margin positions and extends tens of kilometres up-glacier Streamlined terrain formed in two ways: (1) erosion of the substrate as a consequence of basal sliding in the sub-marginal thawed-bed zone, and (2) erosional smoothing accompanied by emplacement of till in the lee of thrust blocks where they were deposited and subsequently exposed to thawed-bed conditions as a result of further advance of the glacier.

Résumé

Résumé

Deux principaux types de terrains formés au fond ou près du fond de la calotte glaciaire continentale pleistocène sont répandus à travers la région de la Prairie du Canada et des États Unis. Ce sont (1) les blocs de poussée glaciaire et leur dépression d'origine et (2) les terrains d'alignement par le courant.

Les terrains de poussée glaciaire se sont formés lorsque les glaciers étaient fixés au substrat par le gel et lorsque la forte pression interstitielle a diminué la résistance au cisaillement du substrat jusqu'à une valeur inférieure à celle exercée par le glacier. Les zones marginales des calottes glaciaires ont consisté en une zone de gel sur le lit, pas plus large que 2 à 3 km par endroits, à l'intérieur de laquelle les blocs de poussée glaciaire sont gros et anguleux. En amont de cette zone les blocs de poussée sont en général plus petits et plus émoussés. Les terrains d'alignement par le courant commencent 2 à 3 km derrière les positions connues de la limite des glaces et s'étend sur 10 km vers l'amont du glacier. Ces terrains d'alignement par le courant se sont formés de deux façons: (1) l’érosion du substrat, conséquence du glissement sur le fond dans la zone sub-marginale du lit en cours de dégel, et (2) l'usure par l'érosion par dépôt dé débris morainiques à l'aval des blocs de poussée pré–déposés et soumis ultérieurement à des conditions de lit-dégeté à la suite d'une nouvelle avance du glacier.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Zwei Gelände-Haupttypen, die sich am oder nahe am Untergrund pleistozäner kontinentaler Eisschilde bildeten, sind in der ganzen Prärieregion Kanadas und der Vereinigten Staaten weit verbreitet. Es sind dies: (1) Rundhöker-landschaften mit Mulden, und (2) Stromliniengeformtes Gelände.

Rundhökerlandschaften entstanden dort, wo der Gletscher am Untergrund angefroren war und wo der erhöhte Porendruck die Scherfestigkeit des Untergrundes geringer als den Scherdruck des Gletschereises werden liess. Die Randzone der Eisdecke bestand aus einer Zone gefrorenen Untergrundes, die an Stellen, wo die Rundhöker mächtig und kantig sind, nicht breiter als 2–3 km war. Gletscheraufwärts von dieser Zone sind die Rundhöker im allgemeinen kleiner und glatter. Stromliniengeformtes Gelände beginnt 2–3 km hinter bekannten Eisrandlagen und erstreckt sich etliche zehn Kilometer gletscheraufwärts. Es entstand auf zweierlei Arten: (1) Erosion des Untergrundes als Folge basalen Gleitens in der randnahen Zone aufgetauten Untergrundes, und (2) Glättung durch Erosion, begleitet von der Schutteinbettung im Lee von Rundhökern, wo der Schutt abgelagert wurde und in der Folge bei weiterem Gletschervorstoss den Bedingungen aufgetauten Untergrundes ausgesetzt war.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1980
Figure 0

Fig. 1.Map showing distribution of glacial-thrust terrain in the prairie region of North America.

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Fig. 2.Glacial-thrust hill and source depression at Anamoose, North Dakota (photograph: BA 1–1 BB−4, U.S. Department of Agriculture).

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Fig. 3.Antelope Hills, arcuate glacial-thrust ridges in north-central North Dakota composed of imbricate slabs of Tertiary continental sediment. The hatchered line outlines the source depression (photograph: 340–6909, 11–8–52, Acro Service Corp.).

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Fig. 4.Map showing distribution of glacially streamlined terrain in the prairie region of North America.

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Fig. 5.Map showing relationship between ice-margin positions and large-scale landforms produced at the glacier bed in east-central North Dakota.

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Fig. 6.Calculated temperature distribution in a glacier with a maximum accumulation rale of 20 cm/year and mean annual temperature at the margin of −7.5°C. Basal temperature and melt rate (cross hatched) are shown at bottom.

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Fig. 7.Numerical model predicts basal temperatures that are below freezing within 2 km of margin for combination of accumulation rate, marginal temperature, and equilibrium-line position shown by solid curves. Dashed curves show mean annual air temperature at equilibrium line; ice temperatures there will be somewhat warmer (Fig. 6) due to the effect of percolating melt water (Hooke, 1976). Ticks are deliberately omitted from ablation-rate scale at top due to uncertainty of figures.