Hostname: page-component-6766d58669-h8lrw Total loading time: 0 Render date: 2026-05-19T08:25:42.138Z Has data issue: false hasContentIssue false

Glaciological and Oceanographic Calculations of the Mass Balance and Oxygen Isotope Ratio of a Melting Ice Shelf

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

J. R. Potter
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 0ET, England
J. G. Paren
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 0ET, England
J. Loynes
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 0ET, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Glaciological estimates of the ice supply to George VI Ice Shelf are obtained by integrating the accumulation over the catchment. The basal melt (or possible shelf thickening) rates for the ice shelf are calculated by balancing the accumulation with calving and melting. We calculate an average equilibrium melt rate for the ice shelf of 2 m a −1. If the ice shelf is in mass balance it alone provides 53 km3a −1 melt from its base compared to a total for Antarctica of only 320 km3a −1.

The mean oxygen isotope composition of recent accumulation on the catchment is determined by using accumulation and isotope data, supplemented by temperature measurements and a close empirical relationship between isotope ratio and temperature. The catchment has a mean isotope ratio of −20.8‰ relative to SMOW.

Oceanographic work has previously shown that the sea-water under the ice shelf at the north of George VI Sound is Warm Deep Water modified by melting ice. The melting ice has an isotope ratio of −20.3‰. The good agreement in isotope ratios suggest that the melting ice is from the catchment and because the basal ice of George VI Ice Shelf represents accumulation over the last few millennia the implication is that there has been no systematic change in the isotope composition of the accumulation during this period. This implies no secular change in either the elevation or the climatic temperature of this part of the ice sheet.

Résumé

Résumé

Des estimations glaciologiques de l’alimentation en glace pour le George VI Ice Shelf sont obtenues en sommant l’accumulation sur le bassin. La fonte basale du shelf (ou son amincissement possible) est calculée en faisant le bilan de l’accumulation, du vélage et de la fonte. On obtient un taux de foute moyen d’équilibre pour le shelf de 2 m a−1. Si le shelf de glace est équilibré en bilan, rien que cela conduit à une fonte basale de 53 km3a−1 à comparer aux 320 km3a−1 seulement de l’ensemble de l’Antarctique.

La teneur moyenne en isotope d’oxygène des accumulations récentes sur le bassin est déterminée par les données d’accumulation et d’isotope jointes à des relevés de température et une très bonne relation empirique température - taux d’isotope. Le taux moyen d’isotope du bassin, relatif au SMOW, est de − 20,8‰.

Des travaux océanographiques ont antérieurement montré que l’eau de mer sous le shelf au nord de la George VI Sound est de l’eau chaude profonde modifiée par la fusion de la glace. L’eau de fusion a une teneur en isotope de − 20,3‰. La bonne concordance des teneurs en isotope suggère que la glace qui fond provient du bassin et du fait que la glace basale du shelf représente l’accumulation sur les quelques derniers millénaries, cela a pour conséquence qu’il n’y a pas eu de changement systématique dans la teneur en isotope de l’accumulation pendant cette période. Cela implique aucun changement séculaire, que ce soit dans l’altitude ou bien dans la température climatique de cette partie de la calotte de glace.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Glaziologische Abschätzungen des Eisnachschubs zum George VI Ice Shelf werden durch Integration der Akkumulation über das Einzugsgebiet gewonnen. Die Schmelz- oder möglicherweise Zuwachsraten an der Unterseite des Schelfeises werden aus der Bilanz zwischen Akkumulation bzw. Kalben und Schmelzen berechnet. Es ergibt sich eine mittlere Gleichgewichtsschmelzrate von 2 m pro Jahr für das Schelfeis. Wenn das Schelfeis sich im Massengleichgewicht befindet, liefert es allein 53 km3 Schmelzwasser pro Jahr von seiner Unterseite, verglichen mit nur 320 km3 pro Jahr für ganz Antarktika.

Die mittlere Zusammensetzung an Sauerstoffisotopen der jüngeren Akkumulation im Einzugsgebiet wird bestimmt aus Akkumulations- und Isotopendaten, ergänzt durch Temperaturmessungen und eine empirische Beziehung zwischen dem Isotopenverhältnis und der Temperatur. Das Einzugsgebiet hat ein mittleres Isotopenverhältnis von −20,8‰ relativ zu SMOW.

Ozeanographische Arbeiten haben früher gezeigt, dass das Meerwasser unter dem Schelfeis im Norden des George VI Sound warmes Tiefenwasser, verändert durch schmelzendes Eis, ist. Das schmelzende Eis hat ein Isotopen-verhältnis von −20,3‰. Die gute Übereinstimmung der Isotopenverhältnisse lassen vermuten, dass das schmelzende Eis aus dem Einzugsgebiet stammt. Da das Eis an der Unterseite des George VI Ice Shelf die Akkumulation über einige der letzten Jahrtausende darstellt, ergibt sich die unerwartete Folgerung, dass in dieser Zeitspanne keine systematische Änderung in der Isotopenzusammensetzung der Akkumulation eingetreten ist. Dies würde bedeuten, dass weder die Höhe noch die klimatische Temperatur dieses Teiles des Eisschildes sich langfristig geändert hat.

Information

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

Fig. 1. George VI Ice Shelf (shaded) and its catchment (outlined by a dot-dashed line). Accumulation data sites are shown by solid circles numbered as in the Appendix. Hollow circles represent sites of temperature only. Elevation contours are shown at 1000 m intervals.

Figure 1

Fig. 2. The catchment with (a) contours of the modelled accumulation in cm a−1 of ice and (b) contours of the derived δ field in ‰ with respect to SMOW. The ice shelf is shown shaded.

Figure 2

Fig. 3. The T-δ relationship both for sites in the catchment, shown by solid circles, and other sites in the Antarctic Peninsula, shown by triangles.

Figure 3

Table I. Accumulation Over Palmer Land and The Ice Shelf, Ice Losses Through Surface Drainage, Calving, and Calculated Equilibrium Basal Melt Rates For The Northern, Southern, and Entire Ice Shelf

Figure 4

Fig. 4. T-S and δ-S reLationships in the sea at the northern ice front of George VI Ice Shelf. Measurement depths in metres below sea-level are shown beside some data points.