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Geothermal Heat and Glacial Growth*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

H. Wexler*
Affiliation:
U.S.-I.G.Y. Antarctic Program, National Academy of Sciences, Washington, D.C.
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Abstract

In a 300 m. deep hole drilled in the 3000 m. thick ice at Byrd Station (lat. 80° S. long. 120° W., 1513 m. above sea-level), the temperature was observed to decline with depth below 45 m. This profile was extended to the bottom of the ice with the aid of heat conduction theory under these assumptions:

  • i. that as the ice was deposited the climate became warmer at the rate of 045° C. per 1000 years;

  • ii. The conduction of geothermal heat is 31.6 cal. cm.−2 yr.−1.

It is estimated that the first 2000 years of geothermal heat conducted to this ice, whose annual accumulation is 30 cm., is dissipated to the atmosphere and space. When the ice becomes thicker, it retains all the geothermal heat given to it for a long time.

An alternative, non-climatic change explanation of the decreasing temperature in the Byrd Station hole is based on colder ice from higher elevations moving under the warmer ice accumulated locally. However, an examination of the topography of the Marie Byrd Land ice does not appear to support this explanation.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

In einem 300 m tiefen Loch, das auf der Station Byrd (80° S, 120° W) 1513 m über dem Meeresspiegel in das 3000 m dicke Eis gebohrt war, war beobachtet worden, dass die Temperatur mit einer Tiefe unter 45 m abnahm. Dieses Profil wurde mit Hilfe der Wärmeleitungstheorie unter den folgenden Voraussetzungen bis auf den Grund des Eises erweitert:

dass mit der Eisablagerung das Klima im Ausmasse von 0,45° C pro 1000 Jahren wärmer wurde;

die geothermische Wärmeleitung beträgt 31,6 cal. cm−2 Jr.−1

Es wird geschätzt, dass die ersten 2000 Jahre geothermischer Wärme, die zu diesem Eis, das sich jährlich um 30 cm anhäuft, geleitet wird, an Atmosphäre und Raum abgegeben wird. Wenn das Eis dicker wird, so hält es die abgegebene geothermische Wärme für lange Zeit fest.

Eine andere Erklärung für die abnehmende Temperatur im Loch der Station Byrd, die nicht auf klimatischem Wechsel beruht, liegt darin, dass kälteres Eis sich von höheren Erhebungen unter das wärmere lokal angehäufte Eis verschiebt. Eine Űberprüfung der Topographie von Marie Byrd Land scheint jedoch diese Erklärung nicht zu unterstützen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1959
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Fig. 1.Ice temperatures at Byrd Station, lat. 80° S., long. 120° W. (The dotted line is the straight-line approximation to the 100 to 300 m. temperatures)

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Fig. 2.Computed temperature profiles in the Byrd ice after various periods of geothermal heat flow. RS is the assumed initial temperature in the ice with no geothermal heat transfer. Figures in parentheses are based on loss of first 2000 years of geothermal heat