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Bore-Hole Survey at Dye 3, South Greenland

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

N. S. Gundestrup
Affiliation:
Geophysical Isotope Laboratory, University of Copenhagen, Haraldsgade 6, DK 2200 Copenhagen N, Denmark
B. Lyle Hansen
Affiliation:
Polar Ice Coring Office, University of Nebraska–Lincoln, 329 North 12th Street, Lincoln, Nebraska 68588–0200, U.S.A.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

In 1983 three directional surveys were made in the bore hole from which a deep ice core was obtained in the summers of 1979–81. The inclination and azimuth of the bore hole were measured on three surveys, temperature was included on two surveys, fluid pressure and hole diameter on one of the surveys. Fluid-pressure measurements show that the ice-overburden pressure was undercompensated in the upper few hundred meters and overcompensated at the bottom of the hole. Diameter measurements show closure in the upper portion and expansion near the bottom beginning at the transition from the Holocene to Wisconsin ice at 1784 m. The hole expansion and increase in inclination correlate with dust and silt content in the Wisconsin ice. Changes in azimuth are due to flow of the ice and are consistent with the direction of flow at the surface. Temperature measurements show that the hole is at or near equilibrium. The gradient of 0.012 K/m below 1400 m is less than the 0.018 K/m at Camp Century. There is a slight reduction in gradient near the bottom from internal friction in the silty ice.

Résumé

Résumé

En 1983, trois relevés de direction ont été réalisés dans le trou de forage à partir duquel des carottes profondes avaient été obtenues pendant les hivers de 1979 à 1981. Les inclinaisons et l’azimut du forage ont été mesurées pour trois relevés, la température pour deux relevés, la pression du fluide et le diamètre du trou au cours d’un des relevés. Les mesures de pression du fluide montrent que l’excès de pression de la glace était sous-compensée dans les quelques premières centaines de mètres et sur-compensée au fond du forage. Les mesures de diamètre montrent une fermeture dans la partie supérieure et un aggrandissement au fond, débutant à la transition entre l’Holocène au Wisconsin à 1784 m. L’agrandissement du trou et l’augmentation en inclinaison sont corréles avec la teneur en poussière et en sédiments de la glace du Wisconsin. Le changement en azimut est dû à l’écoulement de la glace et concorde avec la direction de l’écoulement en surface. Les mesures de températures montrent que le trou est à ou proche de l’équilibre. Le gradient de 0,012K/m au-dessous de 1400 m est inférieur au 0,018 K/m de Camp Century, Il y a une légère diminution du gradient près du fond dû au frottement interne de la glace chargée en sédiments.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Im Jahre 1983 wurden drei Richtungsmessungen in dem Bohrloch vorgenommen, aus dem in den Sommern 1979–81 ein tiefreichender Eiskern geborgen worden war. Neigung und Azimut des Bohrloches wurden dreimal eingemessen, bei zwei Vermessungen wurde die Temperatur mitbeobachtet, bei einer Vermessung auch der Flüssigkeitsdruck und der Loch-durchmesser. Die Messungen des Flüssigkeitsdrucks zeigen, dass der Auflagedruck des Eises in den obersten Hektometern unterkompensiert, am Grunde des Bohrloches hingegen überkompensiert ist. Die Durchmessermessungen ergeben eine Schliessung im oberen Teil und eine Erweiterung nahe dem Grund, beginnend am Übergang vom holozänen zum Wisconsin-Eis bei 1784 m. Die Locherweiterung und die Zunahme der Neigung fallen mit dem Gehalt an Staub und Schlamm im Wisconsin-Eis zusammen. Azimutänderungen sind durch den Fluss des Eises verursacht und passen mit der Fliessrichtung an der Oberfläche zusammen. Temperaturmessungen zeigen, dass sich das Loch ganz oder nahezu im Gleichgewicht befindet. Der Gradient von 0,012 K/m unterhalb von 1400 m ist geringer als der von 0,018 K/m bei Camp Century. Eine geringe Abnahme des Gradienten tritt nahe dem Grunde infolge der inneren Reibung im schlammigen Eis auf.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1984
Figure 0

Fig. 1. Hole–liquid density versus true vertical depth as measured in 1983. The upper high density is due to excess amount of heavy liquid added in 1981.

Figure 1

Fig. 2. Hole diameter versus depth. The two curves indicate the maximum and minimum diameters. The low diameter near the top is due to hydrostatic underpressure in the liquid-filled hole. The shift at 901 m indicates end of reaming. The hole is distorted in Wisconsin ice, e.g. below 1784 m.

Figure 2

Fig. 3. Hole diameter versus depth below 1600 m. The curve at left is a dust index. A high correlation between dust and hole deformation is visible.

Figure 3

Fig. 4. Hole–liquid temperature versus depth. The expanded figure is hole temperature as measured in 1980 and 1982 at the hole wall.

Figure 4

Fig. 5. Inclination versus depth. The solid line was measured 2 July 1983, dashed 9 August 1981. The 1981 inclination may be too low at higher inclinations (see text). The main part of the hole deformation occurs in Wisconsin ice.

Figure 5

Fig. 6. Inclination versus depth below 1600 m. The curve at left is a dust index.

Figure 6

Fig. 7. 1983 azimuth versus depth. The drill hole lies almost in a plane at 290° azimuth. The change in azimuth due to ice flow in Wisconsin and silty ice is clearly visible.

Figure 7

Fig. 8. Three–dimensional plot of 1983 hole position. The bottom of the hole is located north-west of the top.

Figure 8

Fig. 9. Estimated horizontal ice velocity versus depth. The dashed line is the lower 500 m in expanded depth scale. The difference in flow enhancement factor for Holocene and Wisconsin ice is clearly visible.