Hostname: page-component-6766d58669-kl59c Total loading time: 0 Render date: 2026-05-19T03:50:05.010Z Has data issue: false hasContentIssue false

Two Tunnels in Cold ice at 4,000 m. on the Breithorn

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

Joel E. Fisher*
Affiliation:
New York
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Abstract

A description is given of two tunnels, each 60–70 m. long, one directly above the other, at 4,000 and 4,020 m, a.s.l. excavated through cold firn and ice of the Breithorn in the Alps. The temperature rose from −5.5° C. at the portal to −0.5° C. at the rock interface 70 m, from the portal in the upper tunnel, and from −5.5° C. to 0° C. at a water reservoir 60 m. from the portal in the lower tunnel. In both cases cracks or minute sealed crevasses, cut by the tunnel, operated to cool the ice locally below the temperature to be expected from a smooth curve. Possible. origins of the water reservoir are discussed.

Small amounts of air at a moderate pressure, enclosed in small, sealed cracks and hollows, were punctured between 60 and 70 m. from the portal in the upper tunnel. The pungent odor of the air thus released was identified as ozone (a) by its characteristic odor, (b) by its reaction on rubber, and (c) by potassium iodide starch paper tests. The source of such ozone is suspected to be minute electric sparks resulting from static electric charges built up in cold ice when it is subjected under pressure to cracking or deformation; Photographs taken with exposures of 8 hr. in the upper tunnel at night apparently show such sparks.

A description is given of the appearance of cold ice, frozen to the bedrock, being forcibly tortured into streamers and bands by the movement of the entire ice body at 0.6 m./yr.

Résumé

Résumé

On décrit 2 tunnels, ayant chacun de 60 à 70 m de long, placés l’un au-dessus de l’autre à 4000 et 4020 m d’altitude qui ont été creusés dans le névé froid et la glace du Breithorn dans les Alpes. Dans le tunnel supérieur, la température s’est élevée de −5,5° C à l’entrée jusqu’à −0,5° C au contact de la roche située à 70 m; dans le tunnel inférieur, la température passe de −5,5° C à 0° C à 60 m de l’entrée, dans un réservoir d’eau. Dans les deux cas, des fissures ou de petites crevasses refermées, coupées par le tunnel, ont refroidi la glace localement, en dessous de la température que l’on aurait pu attendre à partir d’une courbe régulière. On discute l’origine du réservoir d’eau.

De petites poches d’air occlus dans de petites fentes et creux refermés, ont été percées entre 60 et 70 m à partir de l’entrée dans le tunnel supérieur. L’odeur piquante de l’air ainsi libéré a été attribuée à l’ozone: (a) á cause de son odeur caractéristique, (b) à cause de sa réaction sur le caoutchouc, et (c) par suite de tests effectués avec un papier amidonné à l’iodure de potassium. On suppose que l’existence de l’ozone est dûe à de petites étincelles provenant de charges électriques statiques créées dans la glace froide soumise sous-pression aux craquements ou déformations; des photographies prises avec des temps d’exposition de 8 heures, la nuit dans le tunnel supérieur, montrent apparemment de telles étincelles.

On décrit l’aspect de la glace froide, gelée sur le lit rocheux, qui est déformée avec force en courants et bandes par suite d’un mouvement de 0,6 m par an de la masse entière de glace.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Zwei Tunnels, jeder 60–70 m lang, einer unmittelbar über dem anderen in 4000 und in 4020 m über dem Meer, wurden durch kalten Finn und kaltes Eis am Breithorn in den Schweizer Alpen gegraben. Eine entsprechende Beschreibung wird gegeben. Im oberen Tunnel stieg die Temperatur von −5,5° C ans Portal bis −0,5° an der Felsgrenze 70 m vorn Portal entfernt. Im unteren Gletscher stieg die Temperatur von −5,5° auf 0° bis zu einem Wasserreservoir, dass 60 m vom Portal entfernt ist. In beiden Fällen unterkühlten Risse oder kleine verschlossene Spalten, die durch den Tunnel aufgeschnitten wurden, örtlich das kalte Eis unter die Temperatur, die von einer ausgleichenden Kurve erwartet wurde. Die mögliche Entstehung des Wasserreservoirs wird diskutiert.

Kleine Beträge von Luft, die unter mässigem Druck steht, und in kleinen verschlossenen Rissen und Löchern eingeschlossen ist, wurden in Entfernungen zwischen 60 und 70 m vorn Portal im oberen Tunnel angeschnitten. Der stechende Geruch der Luft, die dadurch frei wurde, konnte als Ozon identilizirrt werden (a) durch seinen charakteristischen Geruch, (b) durch seine Reaktion auf Kautschuk und (c) durch Kalium Jodid Stärkepapierteste. Es wird vermutet, dass dieses Ozon durch kleine Funken entsteht, die von statischen Aufladungen herrühren; diese bauen sich im kalten Eis auf, wenn es unter Druck zum Reissen gebracht oder deformiert wird. Photographische Aufnahmen mit Expositionszeiten von 8 Stunden zeigten im oberen Tunnel bei Nacht deutlich offenbar solche Funken.

Es wird eine Beschreibung der Erscheinung von kalten Eis gegeben, das am Felsuntergrund angefroren ist und durch die Bewegung des ganzen Eiskörpers mit 0,6 m/Jahr unter stärkstem Zwang so beansprucht wird, dass Stromlinien und Bänder entstehen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1963
Figure 0

Fig. 1. Cross-section on a north–south line of the south face of the Breithorn, showing both tunnels and the water reservoir. Isotherms, marked in degrees Fahrenheit, have been sketched in to join points of equal temperature in the two tunnels, and have been projected up and down through the névé by the author

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Fig. 2. Contact of ice and rock at 65 m. in the upper tunnel

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Fig. 3. Flow pattern in the ice within a meter or so of the rock interface

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Fig. 4. Specimens of stretched rubber. The left-hand strip was exposed in the valley for six months, the other two strips were exposed in the tunnel. Note the pitting of the tunnel rubber, characteristic of the action of ozone