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Changes in the Behaviour of the Unteraargletscher in the Last 125 Years*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. Haefeli*
Affiliation:
Gletscherkommission der Schweiz. Naturforschenden Gesellschaft, Zürich, Switzerland
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Abstract

All the measurements involved concern the glacier tongue between its end and 2 600 m a.s.l. The total loss of volume of the Unteraargletscher since its last maximum advance (1871) is estimated to be 2.4 km3, which corresponds to a mean surface lowering of 0.67 m/year (referred to a total glacierized area of c. 40 km2 on average). The considerable slowing down of the glacier flow velocity over the 125 years is primarily attributable to the marked decrease in the sliding component, whereas the shear component has only changed slightly. This behaviour is connected with the fact that the decrease in ice thickness has been accompanied by an increase in surface slope, so that the two effects on the shear component partially compensate each other. The seasonal variations in surface velocity were measured simultaneously at two profiles by Agassiz and his team in 1845/46. These variations are due to the variable amount of melt water and the resulting variations in hydrostatic pressure in the contact zone between ice and bedrock, in which the plastic contraction of the water channels plays a decisive role. This leads to the problem of water circulation in the interior of a glacier and its importance in the sliding process. Finally a simple method for the approximate calculation of the longitudinal profile of the surface of a glacier tongue in a steady state and with constant ablation is indicated.

Résumé

Résumé

Les mesures se rapportent à la langue du glacier entre son extrêmité et l'altitude de 2 600 m. La perte de masse totale depuis la dernière crue (1871) est estimée à 2,4 km3, correspondant à une diminution moyenne d'épaisseur de 0,67 m/année pour une surface de 40 km2. Le ralentissement significatif du mouvement en 125 ans est caractérisé par la forte décroissance de la vitesse de glissement, la composante de cisaillement n'ayant que peu changé. Ce comportement est lié a une diminution d'épaisseur accompagnée d'une augmentation de la pente superficielle, les influences sur la composante de cisaillement se compensant partiellement. Les fluctuations annuelles de la vitesse superficielle ont été mesurées en 1845/46 simultanément dans deux profils par Agassiz et son équipe. Ces fluctuations sont attribuées à la quantité variable d'eau de fonte et à la variation de la pression hydrostatique dans la zone de contact entre le glace et le fond, le rétrécissement plastique des voies d'eau jouant un rôle décisif. Cela mène au problème de la circulation de l'eau au sein du glacier et à sa signification pour le glissement. Finalement une méthode simple est indiquée, permettant de calculer approximativement le profil en long de la surface d'une langue glaciaire stationnaire avec ablation constante.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Alle vorliegenden Messungen beziehen sich auf die Gletscherzunge zwischen deren Ende und 2 600 m ü.M. Der gesamte Massenverlust des Unteraargletschers seit seinem letzten Hochstand (1871) wird auf 2,4 km3 geschätzt, was einem mittleren Höhenverlust von 0,67 m/Jahr entspricht (bezogen auf totale vergletscherte Fläche von ca. 40 km2 im Mittel). Die bedeutende Verlangsamung der Gletscherbewegung in 125 Jahren ist in erster Linie durch die starke Abnahme der Gleitgeschwindigkeit gekennzeichnet, während die Scherkomponente nur wenig änderte. Dieses Verhalten hängt damit zusammen, dass der Abnahme der Eismächtigkeit eine Zunahme des Oberflächengefälles gegenübersteht, wobei sich die beiden Einflüsse auf die Scherkomponente teilweise kompensieren. Die jahreszeitlichen Schwankungen der Oberflächengeschwindigkeiten wurden 1845/46 von Agassiz und seinem Team in 2 Profilen synchron gemessen. Diese Schwankungen werden auf die variable Schmelzwassermenge und die dadurch bedingten Änderungen des hydrostatischen Druckes in der Kontaktzone zwischen Eis und Untergrund zurückgeführt, wobei die plastische Verengung der Wasserwege eine massgebende Rolle spielt. Dies führt zu den Problemen der Wasserzirkulation im Innern des Gletschers und deren Bedeutung für den Gleitvorgang. Anschliessend wird auf eine einfache Methode zur angenäherten Berechnung des Längenprofils durch die Gletscheroberfläche einer stationären Gletscherzunge mit konstanter Ablation hingewiesen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1970
Figure 0

Fig. 1.Oberaargletscher (left) and Unteraargletscher (right). Aerial new 1934 by Mittelholzer. Ο Hótel des Neuchätelois on the top of the moraine between Lauteraargletscher (right) and Finsteraargletscher (left). Finsteraarhorn in the middle of the sky line.

Figure 1

Fig. 2.Junction (Abschwung) between Unteraargletscher and Finskraargletschir. Jungfrau ut highest point of the sky line

Figure 2

Fig. 3.Advance (1842–71) and retreat of the Unteraargletscher (terminal).

Figure 3

Fig. 4.Thinning of the Unteraargletscher in metres per year. Yearly measurements between 2 000–2 600 m. Estimation between 2 600–4 000 m.

Figure 4

Fig. 5.Thinning of the Unteraargletscher during different decades in metres per year.

Figure 5

Fig. 6.Loss of ice of the Unteraargletscher in million cubic metres per year during different periods.

Figure 6

Fig. 7.Top: Longitudinal profile through the Unteraarglelscher 1842 and 1961. Compare the ice thickness predicted by Agassiz with the result of seismic sounding. Bottom: Change of velocity in the thalweg at Pavillon Dollfuss 1842–1961. The big decrease of the measured surface velocity is mainly due to the decrease of the slip component.

Figure 7

Table I.Thinning of unteraargletscher

Figure 8

Fig. 8.Comparison between three different stages of the Unteraargletscher at Pavillon Dollfuss with velocity profiles on the top.

Figure 9

Table II.Attempt to separate the slip component vu, for the profile at pavillon dollfuss for three different periods

Figure 10

Fig. 9.Top: Longitudinal profile of the Unteraargletscher 1842 and 1961. Bottom: Measured velocities along the longitudinal profile. Comparison between velocity distribution in 1842 and 1961. HB = Hugiblock.

Figure 11

Table III.Comparison of surfacevelocities, 1842–46 and 1956–63

Figure 12

Fig. 10.Comparison between change of ice thickness (curve 1 = mean altitude of glacier surface) and mean surface velocity (curve 2) measured in the cross-section at Pavillon Dollfuss (1924–60)

Figure 13

Fig. 11.Seasonal velocity fluctuations measured by Agassiz and his team in two different profiles of the Unteraargletscher in m/year and m/day. Below: Seasonal velocity measured by A. Flotron at Pavillon Dollfuss, 1965/66.

Figure 14

Table IV.Mean and extreme values of the velocities measured in three profiles by agasstz

Figure 15

Fig. 12.Air view on Finsteraargletscher and Unteraargletscher (11 September 1961). Copyright Eidg. Vermessungsdirektion, alle Rechte vorbehalten, G. = Grunerhorn profile, M = Mieselenegg profile, D = Cross-section Pavillon Dollfuss.

Figure 16

Fig. 13.Half-life curve of the closing process of a vertical cylindrical shaft, as a function of the overburden pressure or the depth, for temperate ice.

Figure 17

Fig. 14.Different stages of the closing process of a vertical cylindrical shaft in temperate ice.

Figure 18

Fig. 15.Simplified hydraulic model (schematic) for water circulation in a glacier snout (temperate ice).

Figure 19

Fig. 16.Comparison between measured and calculated longitudinal profile through the Unteraargletscher for 1842 and 1961. Δ calculated, Ο measured.