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The Complexities of the Three-Dimensional Shape of Individual Crystals in Glacier Ice

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

George P. Rigsby*
Affiliation:
U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire, 03755, U.S.A.
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Abstract

A block of ice from Blue Glacier. Washington, was successively sectioned at close intervals as a means of determining exact crystal shape in three dimensions. Two crystals occupying over 20 per cent of the entire sample are used as examples, and their volumes calculated. These crystals were found to be much larger and more complex in shape than expected from thin-section examination alone. The surface-to-volume ratio was calculated using a simple relationship between the length of lines in a grid crossing the crystal and grid-line intercepts with the crystal boundary. From this ratio the surface area of each crystal was calculated.

A measurement of irregularity or jaggedness is introduced in order to compare crystals of different size with one another. This is necessary because surface-to-volume ratio of a body of the same shape decreases as the size increases.

Les complexités de la forme tri-dimensionnelle de cristaux individuels de glace de glacier. Un bloc de glace de Blue Glacier, Washington, a été coupé successivement à petits intervalles comme moyen de déterminer la forme tri-dimensionnelle exacte des cristaux. Deux cristaux, occupant plus que 20% de tout l′échantillon, ont été utilisés comme exemples et leur volume a été calculé. Ces cristaux furent plus grands et leur forme plus compliquée que la seule investigation des coupes minces le laissait prévoir. Le rapport surface-volume a été calculé en utilisant une relation simple entre la longueur de lines d′une grille posée sur le cristal et les intersections de cette grille avec le contour du cristal. La surface de chaque cristal a été calculée â partir de ce rapport.

Une mesure de l′irrégularité ou de boursoufflure est introduite pour comparer les cristaux de différentes tailles les uns avec les autres. Cela est nécessaire parce que le rapport surface-volume d′une corps de même forme décroît lorque la taille diminue.

Zusammenfassng

Zusammenfassng

Die Kompliziertheiten der dreidimensionalen Form einzelner Kristalle in Gletschereis. Von einem Eisblock des Blue Glacier, Washington, wurden dicht benachbarte Schnitte hergestellt, um die dreidimensionale Kristallgestalt exakt zu bestimmen. Zwei Kristalle, die 20% der Gesamtprobe ausmachten, werden als Beispiele herangezogen; ihr Volumen wird berechnet. Diese Kristalle erwiesen sich als viel grösser und komplizierter als man durch Untersuchungen von Dünnschliffen allein erwarten würde. Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen wurde durch Verwendung einer einfachen Beziehung zwischen der Länge von Gitterlinien, die den Kristall kreuzen, und den Schnittpunkten von Gitterlinien mit dem Kristallrand, bestimmt. Aus diesem Verhältnis wurde die Oberfläche jedes Kristalls berechnet.

Ein Mass für die Unregelmässigkeit oder Zähnung wurde eingeführt, um Kristalle unterschiedlicher Grösse miteinander vergleichen zu können. Dies ist notwendig. weil das Verhältnis der Oberfläche zum Volumen eines gleichgestalteten Körpers mit zunehmender Grösse abnimmt.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1968
Figure 0

Fig. 1.Section 4; polarized light

Figure 1

Fig. 2.Section 4; rotated 40° from Figure 1

Figure 2

Fig. 3.Section 17; polarized light

Figure 3

Fig. 4.Section 27; polarized light

Figure 4

Fig. 5.Section 33; polarized light

Figure 5

Fig. 6.Section 39; polarized light

Figure 6

Table I.Crystal A

Figure 7

Table II.Crystal B

Figure 8

Fig. 7.

Figure 9

Fig. 8.

Figure 10

Fig. 9.

Figure 11

Fig. 10.

Figure 12

Fig. 11.

Figure 13

Fig. 12.

Figure 14

Fig. 13.

Figure 15

Fig. 14.

Figure 16

Fig. 15.A representation of a crystal in thin section; a composite of seueral features not necessarily shown in am one section

Figure 17

Table III.Perimeters of Grains By Intercept

Figure 18

Table IV.S/V and S3/2/V Ratios for Various Parts of the Crystals