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Chemical Sorting Effect at the Base of an Alpine Glacier

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. A. Souchez
Affiliation:
Laboratoire de Géomorphologie, Faculté des Sciences Université Libre de Bruxelles, Avenue F. D. Roosevelt, 50, B 1050 Bruxelles, Belgium
R. D. Lorrain
Affiliation:
Laboratoire de Géomorphologie, Faculté des Sciences Université Libre de Bruxelles, Avenue F. D. Roosevelt, 50, B 1050 Bruxelles, Belgium
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Abstract

A frozen mud layer plastered at the base of the Glacier d’Argentière in the Western Alps acts as an ion-exchange membrane for the interstitial water passing through it, causing electrolyte filtration and relative retardation of cations. This interstitial water, which is forced under a pressure gradient of about 3 bar cm−1, refreezes in the form of ice accretions.

A comparison of the chemical composition of these ice accretions and water held at their surface (corresponding to the situation after the forcing) and the water in contact with the mud layer (corresponding to the situation before the forcing) shows a desalinating effect, a monovalent-divalent cation species separation, and a sorting effect between the alkalies as well as between the alkaline-earths. This phenomenon has to be taken into account in the study of the chemical composition of stratified ice containing interbedded mud layers which occurs in the basal part of several glaciers.

Résumé

Résumé

Une couche de boue tapissant la base du glacier d’Argentière (Alpes occidentales) se comporte comme une membrane échangeuse d’ions vis-à-vis de l’eau interstitielle qui la traverse; elle provoque une filtration électrolytique différentielle. Cette eau interstitielle traverse la couche de boue sous un gradient de pression d’environ 3 bar cm−1 après quoi, elle regèle sous forme de copeaux et de spicules de glace.

Une comparaison de la composition chimique de ces glaces de regel et de l’eau retenue à leur surface (situaiion après passage) avec l’ eau en contact avec la couche de boue (situation avant passage) montre une diminution de la concentration des cations majeurs, une filtration sélective non seulement des bivalents par rapport aux monovalents mais encore au sein même des alcalins aussi bien que des alcalino-terreux. Ce phénomène doit être pris en considération dans l’étude de la composition chimique des glaces profondes contenant des lits de boue interstratifiés.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Eine gefrorene Schlammschicht, die an der Basis des Glacier d’Argentière in den Westalpen festsitzt, wirkt wie eine lonen-Austausch-membrane auf das sie durchdringende Porenwasser, wobei elrktrolytische Filterung und relative Verzögerung der Kationen verursacht werden. Dieses Porenwasser, auf das ein Druckgradient von etwa 3 bar cm−1 einwirkt, regeliert in Form von aufwachsendem Eis.

Ein Vergleich der chemischen Zusammensetzung dieser Eisaufwüchse und des an ihrer Oberfläche gehaltenen Wassers (entsprechend dem Zustand nach der Druckeinwirkung) mit der des Wassers, das mit der Schlammschicht in Berührung ist (entsprechend dem Zustand vor der Druckeinwirkung), zeigt folgendes auf: einen Entsalzungseffekt, eine Trennung in monovalente und divalente Kationenarten und einen Sortiereffekt sowohl zwischen den Alkalien wie zwischen den alkalischen Erden. Dieser Erscheinung muss beim Studium der chemischen Zusammensetzung von geschichtetem Eis, in das Schlammschichten eingebettet sind, so wie es an der Basis von mehreren Gletschern vorkommt, Rechnung getragen werden.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1975
Figure 0

Fig. 1. The ceiling of the subglacial cavity Studied showing the plastered mud layer. Its frozen state is apparent thanks to a detached fragment visible in the centre of the picture. The glacier bedrock contact is at the lower part.

Figure 1

Table I. Concentations of Na, K, Ca and Mg in the samoles collected at the base of the glacier