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Modifications to the Theory of Intraglacial Waterways for the Case of Subglacial Ones

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Louis Lliboutry*
Affiliation:
Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement, 2 rue Très-Cloitres, 38031 Grenoble Cédex, France
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Abstract

It is argued that in temperate mountain glaciers, waterways are subglacial. It is shown that the theory of Spring and Hutter (1981) for intraglacial flooded conduits leads to an equation for the grade line which differs from Röthlisberger’s (1972) only by negligible terms, and a slight modification of the exponent of the discharge. For a subglacial flooded waterway two important processes should instead be introduced: the enhancement of plastic deformation on the up-stream side of bumps, and the heat afforded by ground water (which in winter accounts for most of the discharge). The theory modified in this way explains why Röthlisberger had to adopt an unrealistic value for the rheological parameter of ice. It leads to the conclusion that in areas which are not overdeepened, most of the year subglacial waterways should remain not flooded and at atmospheric pressure. The case of overdeepening is examined. Finally the implications of this new model for glacier sliding theory are demonstrated.

Résumé

Résumé

On défend l’idée que, dans les glaciers de montagne tempérés, les voies d’eau sont sous-glaciaires. On montre que la théorie de Spring et Hutter (1981) pour des conduits noyés intra-glaciaires conduit à une équation pour la ligne piézométrique qui ne diffère de celle de Röthlisberger (1972) que par des termes négligeables, et une légère modification de l’exposant du débit. Pour un conduit noyé sous-glaciaire il faut plutôt introduire deux processus importants: l’accroissement de la déformation plastique sur les côtés amont des bosses, et la chaleur apportée par l’eau des sources (qui en hiver rend compte de la plus grande partie du débit). La théorie ainsi modifiée explique pourquoi Röthlisberger dut adopter une valeur non réaliste pour le paramètre rhéologique de la glace. Elle conduit à la conclusion que dans les zones non surcreusées, la plus grande partie de l’année, les conduits sous-glaciaires doivent rester non noyés et à la pression atmosphérique. Le cas des surcreusements est examiné. Pour conclure on expose l’incidence de ce nouveau modèle sur la théorie du glissement des glaciers.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es wird erörtert, dass die Wasserführung in temperierten Gletschern subglazial verläuft. Es lässt sich zeigen, dass die Theorie von Spring und Hutter (1981) für intraglaziale, volle Kanäle zu einer Gleichung für die Gefällslinie führt, die sich von der von Röthlisberger (1972) nur um vernachlässigbare Grössen und eine leichte Änderung des Abflussexponenten unterscheidet. Statt dessen sollten für eine subglaziale, angefüllte Wasserführung zwei wichtige Vorgänge berücksichtigt werden: die Zunahme der plastischen Deformation an der stromaufwärts gelegenen Seite von Buckeln und die durch Grundwasser zugeführte Wärme (die im Winter den Grossteil des Abflusses bewirkt). Die so modifizierte Theorie erklärt, warum Röthlisberger einen unrealistischen Wert für den rheologischen Parameter von Eis anzunehmen hatte. Es folgt daraus, dass in nicht übertieften Gebieten über einen Grossteil des Jahres die subglazialen Wasserführungen nicht voll und auf dem Druckniveau der Atmoshäre bleiben. Der Fall von Übertiefungen wird geprüft. Schliesslich wird der Einfluss dieses neuen Modells auf die Theorie des Gletschergleitens dargelegt.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1983
Figure 0

Fig. 1. Flow law parameter B (defined in the text) for tertiary creep of temperate glacier ice, according to Duval’s laboratory measurements.