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The Effect of Glacial Cross-Section on Vertical Resistivity Depth Soundings

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. W. Taylor
Affiliation:
Department of Geosciences, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, U.S.A.
R. J. Greenfield
Affiliation:
Department of Geosciences, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, U.S.A.
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Abstract

The determination of glacial ice thickness by vertical resistivity depth soundings relies upon the use of theoretical curves which neglect the effect of valley walls. To improve the utility of glacial resistivity measurements an analytical expression is derived for the apparent resistivity determined by a Wenner array oriented parallel to the strike of a layered trough embedded in a perfectly conducting half space. Numerical evaluation of this expression allows the effects of glacial cross-section to be determined. It is shown that the presence of valley walls and layering within the glacier can strongly effect the determination of total ice thickness, and a criterion for the reliable use of plane-layered master curves in the interpretation of field data is established. An apparent resistivity curve calculated for a layered trough is shown to give an excellent fit to field data published by Röthlisberger and Vögtli (1967).

La détermination de l’épaisseur de glace d’un glacier par sondages profonds de résistivité dans le sens vertical repose sur l’utilisation de courbes théoriques qui négligent l’effet des parois de ta vallée glaciaire Afin d’accroître utilité des mesures de résistivité glaciaire, on a établi une expression analytique pour la résistivité apparente déterminée par un empilement de Wenner orienté parallèlement à la direction des couches d’une forme en auge stratifiée enchassée dans un demi-espace parfaitement conducteur. Une évaluation numérique de cette expression permet de déterminer les effets de la section droite du glacier. On montre que la présence des parois et celle d une stratification à l’intérieur du glacier peut fortement affecter la détermination de l’épaisseur totale de la glace; on a établi un mode d’emploi pour un usage digne de confiance de courbes directrices pour glacier a stratification plane dans l’interprétation des données expérimentales. Une courbe de résistivité apparente calculée pour un volume en auge stratifiée, apparaît comme fournissant une excellente introduction aux données expérimentales publiées par Röthlisberger et Vögtli (1967).

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Bestimmung von Eisdicken aus Messungen des elektrischen Widerstandes in der Vertikalen beruht auf dem Gebrauch theoretischer Kurven, die den Einfluss von Talwänden vernachlässigen. fürVerbesserung der Zuverlässigkeit von Widerstandsmessungen in Gletschereis wird ein analytischer Ausdruck Iur den scheinbaren Widerstand hergeleitet, der sich aus einer Wenner-Anordnung mit Orientierung parallel zum Streichen eines geschichteten Troges, der in einen vollkommen leitenden Halbraum eingebettet ist, ergibt. Die numerische Auswertung dieses Ausdrucks erlaubt die Bestimmung des Einflusses des Gletscher-querschmttes. Es zeigt sich, dass das Vorhandensein von Talwänden und Schichtung im Gletscher die Ermittlung der Eisdicke stark beeinflussen kann. Für den zuverlässigen Gebrauch von Ausgangskurven für ebene Schichtung bei der Interpretation von Feldbeobachtungen wird ein Kriterium aufgestellt. Für eine Kurve des scheinbaren Widerstandes in einem geschichteten Trog ergibt sich hervorragende Übereinstimmung mit Daten, die von Röthlisberger und Vögtli (1967) veröffentlicht wurden.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1973
Figure 0

Fig. 1. Layered trough model.

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Fig. 2. Apparent resistivity versus a spacing.

Figure 2

Fig. 3. Apparent resistivity versus a spacing.

Figure 3

Fig. 4. Minimum value of Lx/Ly needed for use of plane layer curves; Lx/Ly should lie above the curve.

Figure 4

Table I. Layer Thickness, Contrasts, α and Lmin for Models Considered

Figure 5

Fig. 5. Apparent resistivity versus a spacing. For trough model Ly = 500 m, Lx = 1.25 Ly, K = 100, h/Ly = 0.01 For plane layered model α = 0.5, Ly = 350.

Figure 6

Fig. 6. Comparison of layer trough model fit to Unteraargletscher field data with seismic cross-section.