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Primary Transverse Crevasses*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

G. Holdsworth*
Affiliation:
Institute of Polar Studies, Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.A.
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Abstract

Measurements of strain-rates on a temperate glacier in a region of initial transverse fracturing indicate a critical strain-rate of 3.5±0.5 × 10−5 d−1, associated with a regional strain-rate gradient of 5 × 10−8 d−1 m−1. At only one section of the glacier is the theoretical longitudinal strain-rate (Nye, 1959[c]) in approximate agreement with the value measured at the surface at that point. Corresponding measurements on a polar glacier (temperature −27.9°C at 10 m depth during the summer) indicate that the critical strain-rate is about 0.6±0.05 × 10−5 d−1, which is associated with a gradient of strain rate of about 3 × 10−9 d−1 m−1. At one section there is close agreement between the theoretical and measured longitudinal strain-rate. For the temperate glacier crevasse depths ranged from 23.5 to 28 m; in the polar glacier one crevasse was 23.9±0.5 m deep, assuming a wedge form. Only an approximate agreement with the measured values of depth is obtained by using the regional strain-rate values in Nye’s crevasse-depth formula.

Over a distance of 1.2 km the temperate glacier transverse crevasse spacings are very variable, ranging from 30 m to 96 m, but initially the spacings range from 55 m to 96 m, and for the first four cases the spacing s varies from 2.7 d to 3.3 d, where d is the crevasse depth. In the cold ice, crevasse spacings are far more uniform, ranging from 57 m to 66 m. A value of s ≈ 2.5 d is obtained in only one case. This greater uniformity of spacing may be explained in terms of the dynamics of flow. Despite large differences in thermal, dimensional and strain-rate parameters between the two glaciers, (1) the crevasse depths are closely similar, and (2) the spacings of crevasses are similar. It has been demonstrated from two lines of evidence that the assumption that the strain on an intercrevasse block is negligible is not correct. The direction of the principal extending strain-rate is, in the most reliable cases, perpendicular to the crevasse traces within 2° to 7°.

Résumé

Résumé

Des mesures de la vitesse de déformation d’un glacier tempéré dans la région origine de crevasses transversales donnent une vitesse-limite pour la formation des crevasses de 3,5±0,5 × 10−5 par jour, jointe à un gradient de vitesse de déformation de 5 × 10−8 par m et jour. En une coupe du glacier seulement, la valeur mesurée à la surface est approximativement en accord avec la vitesse de déformation théorique de Nye. Des mesures sur un glacier polaire à la temperature de −27,9° et à une profondeur de 10 m donnent une limite de rupture par 0,6±0,05 vitesse de déformation par jour avec un gradient de la vitesse de déformation d’environ 3 × 10−9 par mètre et jour. Dans une section, il y a un bon accord entre la vitesse de déformation longitudinale théorique et mesurée. Les profondeurs des crevasses du glacier tempéré varient de 23,5 à 28 m; une crevasse du glacier polaire en forme de coin était de 23,9±0,5 m. La formule de la profondeur de crevasses de Nye utilisant les valeurs de la vitesse de déformation régionale ne donne qu’un accord approximatif avec les profondeurs mesurées.

Sur le glacier tempéré, sur une distance de 1,2 km les distances entre les crevasses transversales sont très variables, de 30 m à 96 m; mais les distances initiales sont de 55 à 96 m. Pour les quatre premières crevasses, les distances varient entre 2,7 et 3,3 fois la profondeur. Dans la glace froide, les distances sont beaucoup plus uniformes, de 57 à 66 m. Dans un cas seulement la distance est de l’order de 2,5 fois la profoundeur. L’uniformité plus marquée des distances peut être expliquée a l’aide des lois de fluage. En dépit des différences importantes du régime thermique, de la taille et de la vitesse de déformation entre les deux glaciers, la profondeur et la distance des crevasses sont très semblables. Il a été démontré par deux lignes d’évidence qu’on ne peut pas considérer la déformation d’un bloc de glace entre des crevasses comme négligeable. La direction de la vitesse de déformation principale est dans les cas les plus sûrs, perpendiculaire à la direction des crevasses 2° à 7° près.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Messungen der Verformungsgeschwindigkeit im Gebiet beginnender Querspaltenbildung eines temperierten Gletschers ergeben einen Grenzwert für Spaltenbildung von 3,5±0,5 × 10−5 pro Tag einem örtlichen Gradienten der Verformungsgeschwindigkeit von 5 × 10−8 pro Tag und Meter. Nur in einem Querschnitt des Gletschers stimmt die an der Oberfläche gemessene Verformung angenähert mit Nyes theoretischer Längsverformungsgeschwindigkeit überein. Entsprechende Messungen auf einem Polargletscher mit Sommertemperatur −27,9°C in 10 m Tiefe führen auf eine Grenzgeschwindigkeit der Verformung von etwa 0,6±0,05 × 10−5 pro Tag, verbunden mit einem Gradienten von 3 × 10−9 pro Tag und Meter. In einem Querschnitt besteht gute Ubereinstimmung zwischen theoretischer und gemessener Längsverformungsgeschwindigkeit. Die Spalten auf dem temperierten Gletscher waren 23,5 bis 28 m tief; eine Spalte auf dem Polargletscher war bei keilförmigem Querschnitt 23,9±0,5 m tief. Nyes Formel für die Berechnung der Spaltentiefe aus den örtlichen Verformungsgeschwindigkeiten stimmt nur angenähert mit den Messungen überein.

Auf dem temperierten Gletscher haben die Querspalten über einer Strecke von 1,2 km stark wechselnde Abstände zwischen 30 und 96 m; die ursprünglichen Abstände liegen zwischen 55 und 96 m. In den ersten 4 Fällen beträgt der Abstand das 2,7- bis 3,3-fache der Spaltentiefe. Die Spalten im kalten Gletscher haben weit gleichmässigere Abstände zwischen 57 und 66 m. Nur in einem Fall ist der Abstand ungelähr das 2,5-fache der Tiefe. Diese grössere Einheitlichkeit der Abstände kann mit Hilfe der Fliessdynamik erklärt werden. Trotz grosser Unterschiede in Wärmehaushalt, in den Dimensionen und in den Werten der Verformungsgeschwindigkeit zwischen beiden Gletschern haben ihre Spalten annähernd gleiche Tiefe und ähnliche Abstände. Auf zweifache Weise wurde gezeigt, dass die Annahme, die Verformung der Eismasse zwischen den Spalten dürfe vernachlässigt werden, nicht zulässig ist. Die Richtung der Hauptdehnungsgeschwindigkeit ist in den zuverlässigsten Fällen innerhalb von 2° bis 7° senkrecht zur Spaltenrichtung.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1969
Figure 0

Fig. 1. Geometry of the survey network and the configuration of the transverse crevasse field, Kaskawulsh Glacier.

Figure 1

Fig. 2. topographie map of Meserve Glacier

Figure 2

Fig. 3. Velocity distribution for upper Meserve Glacier.

Figure 3

Fig. 4. Configuration of flow-line field based on velocity data, Kaskawulsh Glacier.

Figure 4

Fig. 5. Velocity contours for Kaskawulsh Glacier. (a) Contours of total velocity V, m d−1. (b) Contours of velocity component Vx, m d−1. (c) Contours of velocity component Vy, m d−1.

Figure 5

Fig. 6. Strain-rate contours for Kaskawulsh Glacier. (a) Contours of principal extending strain-rate . (b) Contours of principal contracting (least extending) strain-rate . (c) Contours of maximum shearing strain-rate

Figure 6

Table I Component and Total Theoretical. Strain-rates; all Components × 10−5 d−1

Figure 7

Table II Crevasse Depths, Kaskawulsh Glacier

Figure 8

Table III Recalculation of d from Data of Meier and others (1957, p. 40)

Figure 9

Fig. 7. Plot of crevasse spacing with distance down-glacier, Kaskawulsh Glacier.

Figure 10

Fig. 8. (a) Configuration of principal strain-rate field in region of the transverse crevasses. (b) Longitudinal variation of principal extending strain-rate.

Figure 11

Fig. 9. Strain network in transverse crevasse region, Meserve Glacier, 1966–67.

Figure 12

Fig. 10. Depth profiles for Meserve Glacier.

Figure 13

Fig. 11. Morphology of crevasse IV. Meserve Glacier.

Figure 14

Table IV Crevasse Depths, Meserve Glacier

Figure 15

Fig. 12. Plot of crevasse traces for various values of α and β, where α = σy/σx; (see Appendix III).