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The Extent of Frozen Ground Under the Sea Bottom and Glacier Beds*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

W. Werenskiold*
Affiliation:
Geographical Institute, University of Oslo
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Abstract

The ground in Spitsbergen is frozen to a depth of about 320 m., as can be seen from observations in the collieries. At a mean surface temperature of −8° C. this corresponds to a geothermal gradient of 1°/40 m. The temperature of the sea water is almost 0° C. Along the coast the land lies very little above the sea level, and here the sea is shallow. One assumes that the land as well as the sea bed is horizontal. Thus the temperature on the land is –8° C., in the sea 0° C. On the coast the temperature must suddenly change. One must also take into account the fact that the temperature rises with depth. A simple calculation leads to the conclusion that the frozen ground below the sea bed must extend about 100 m. from the coast. Investigations near a Swedish colliery have shown this to be the case.

This result also applies to the conditions underneath a glacier. On the same assumptions one can conclude that if the glacier is less than 400 m. wide the frozen ground underneath forms one coherent layer and that this is not the case if the glacier is wider. The same applies to a shallow fjord.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Wie sich aus Beobachtungen in den Kohlenbergenwerken ergibt, ist der Boden in Spitzbergen bis zu einer Tiefe von ca. 320 m. gefroren. Bei einer mittleren Oberflächentemperatur von −8° entspricht dies einer geothermischen Stufe von 1°/140 m. Die Temperatur im Seewasser ist dagegen beinahe 0°. Dem Ufer entlang zieht sich eine nur ganz wenig über dem Seespiegel liegende Strecke, und das Meer ist hier ganz seicht. Man darf annehmen, dass sowohl die Land-Oberfläche als auch der Seeboden auf waagrechter Fläche liegen. Auf dem Lande ist also die Temperatur –8°, im Meere 0°. Gerade am Ufer muss sich die Temperatur sprungweise ändern. Man muss auch die mit der Tiefe steigende Temperatur in Betracht ziehen. Nach einfacher Berechnung kommt man zu dem Schluss, dass sich der gefrorener Boden unter dem Seeboden ungefähr 100 m. vom Ufer aus erstreckt. Dass sich dies so verhält, hat man bei einer schwedischen Kohlenmine festgestellt.

Dieses Ergebnis kann man auf den sich unter einem Gletscher befindenden Zustand anwenden. Unter denselben Annahmen kommt man zu dem Schluss, dass falls der Gletscher weniger als 400 m. breit ist das Eis darunter eine zusammenhängende Schicht bildet, dass dies aber nicht der Fall ist, wenn der Gletscher breiter ist. Dasselbe gilt für einen seichten Fjord.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1953
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Fig. 1

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Fig. 2

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Fig. 3

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Fig. 4

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Fig. 5

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Fig. 6Permanently frozen earth continuous from one side of a fjord to the other under the sea bed when the fjord is less than 400 m. across

Figure 6

Fig. 7Permanently frozen earth near the two shores of a fjord with a zone of unfrozen earth beneath the centre of the fjord bed when the fjord exceeds 400 m. in width