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Determination of the Rate of Snow Accumulation at the Pole of Relative Inaccessibility, Eastern Antarctica: A Comparison of Glaciological and Isotopic Methods

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

E. Picciotto
Affiliation:
Institute of Polar Studies, Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.A.
R. Cameron
Affiliation:
Institute of Polar Studies, Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.A.
G. Crozaz
Affiliation:
Service de Géologie et Géochimie Nucléaires, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgium
S. Deutsch
Affiliation:
Service de Géologie et Géochimie Nucléaires, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgium
S. Wiloain
Affiliation:
Service de Géologie et Géochimie Nucléaires, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgium
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Abstract

The rate of snow accumulation has been measured at the U.S.S.R. station situated at the Pole of Relative Inaccessibility (eastern Antarctic plateau). Five independent methods were used. The results, expressed in g cm−2 year−1, are as follows:

  1. (1) Accumulation-stake measurements show an accumulation of 3·1±0·5 in 1965. A maximum value of 3·6 for the 6–year interval 1959–65 is derived from snow-thickness measurements.

  2. (2) Firn stratigraphy was found difficult to interpret in terms of annual layers. An upper limit of 12 g cm−2 year−1 is suggested.

  3. (3) 18O/16O ratios were measured along the upper 235 cm. Assuming that each maximum in the isotope profile corresponds to a summer season, the accumulation would be 8·6±0·9.

  4. (4) Gross β radioactivity as a function of depth was measured on three firn sections. The 1955 radioactive fall-out horizon is clearly marked, enabling the derivation of an average accumulation of 3·0±0·3.

  5. (5) The average accumulation over the last 80 years, derived from the 210Pb distribution with depth, is 3·1±0·3.

A multi-annual average accumulation rate of (3·0±0·3) is thus firmly established, as well as the validity of both the 210Pb method and the 1955 radioactive fall-out horizon method. Stratigraphie studies lead to uncertain results. Oxygen isotope variations give accumulation values which are too high by a factor of two at least.

Accumulation values of the same order of magnitude (2·8±0·2) were derived from radioactive fall-out measurements at the U.S. “Plateau” station.

Détermination du taux d′accumulation de neige au Pele d′Inaccessibilité, Antarctique oriental: Comparaison des méthodes glaciologiques et isotopiques. Le taux d′accumulation de neige a été mesuré à la station U.R.S.S. du Pôle d′Inaccessibilité Relative (Antarctique oriental). Cinq méthodes indépendantes ont été appliquées. Les résultats, en g cm−2 an−1 sont les suivants: (1)

(1) Des mesures de balises, une accumulation de 3,1±0,5 a été déduite pour 1965. Des mesures d′épaisseur de neige montrent que la valeur maximum, pour l′intervalle de 6 ans 1959–65, est de 3,6.

(2)

(2) La stratigraphie du névé est difficilement interprétable en couches annuelles. Une limite supérieure de 12 g cm−2 an−1 est indiquée.

(3)

(3) Les rapports 18O/16O ont été mesurés sur une carotte de 235 cm de profondeur. En supposant que chaque maximum du profil isotopique corresponde à une saison d′été, l′accumulation serait de 8,6±0,9.

(4)

(4) L′activité β totale en fonction de la profondeur a été mesurée sur trois sections de névé. L′horizon de 1955 de retombées radioactives y apparaît clairement. II permet d′évaluer une accumulation moyenne de 3,0±0,3.

(5)

(5) L′accumulation moyenne des 80 dernières années, déduite de la distribution du 210Pb en profondeur est 3,1±0,3.

Un taux moyen d′accumulation de (3,0±0,3) portant sur plusieurs années est ainsi établi; la validité des méthodes du 210Pb et de l′horizon 1955 de retombées radioactives est également confirmée. Les études stratigraphiques aboutissent à des résultats incertains. Les variations des isotopes de l′oxygène donnent un taux d′accumulation trop élevé d′un facteur deux au moins.

Des valeurs d′accumulation du même ordre de grandeur (2,8±0,2) ont été obtenues à partir de mesures de retombées radioactives, à la station U.S.A. de “Plateau”.

Zusammenfassng

Zusammenfassng

Bestimmung der Schneeakkumulation am Pol der Unzugänglichkeit, Ost-Anterktika: Ein Vergleich glaziologischer und isotopischer Methoden. Die Schneeakkumulation wurde an der russischen Station am Pol der Unzugänglichkeit (ostantarktisches Plateau) gemessen. Es wurden fünf unabhängige Methoden angewandt. Die Ergebnisse. ausgedrückt in g cm−2 a−1, sind die folgenden: (1)

(1) Messungen an Akkutnulationspegeln zeigen 1965 einen Auftrag von 3,1±0,5. Ein Maximalwert von 3,6 für das 6-Jahre-Intervall 1959–65 ergibt sich aus Messungen der Schneedicke.

(2)

(2) Es war schwierig, die Firnstratigraphie nach Jahresschichten zu interpretieren. Als Maximalwert werden 12 g cm−2 a−1 vermutet.

(3)

(3) Das Verhältnis 18O/16O wurde in den oberen 235 cm gemessen. Vorausgesetzt, dass jedes Maximum ins isotopischen Profil einem Sommer entspricht, würde die Akkumulation 8,6±0,9 betragen.

(4)

(4) Eine grobe Messung der β-Radioaktivität als Funktion der Tiefe wurde in drei Firnproben vorgenommen. Der Horizont radioaktiven Niederschlags von 1955 konnte eindeutig festgelegt werden und ermöglichte die Bestimmung einer mittleren Akkumulation von 3,0±0,1.

(5)

(5) Die durchschnittliche Akkumulation der letzten 80 Jahre, abgeleitet aus der Tiefenverteilung von ‘Pb, ergibt 3,1±0,3.

Mit Sicherheit lässt sich so eine vieljährige mittlere Auftragsrate von 3,0±0,3 feststellen; zugleich erweist sich die Gültigkeit der 210Pb-Methode und der Bestimmung aus dem radioaktiven Horizont von 1955. Stratigraphische Untersuchungen führen zu unsicheren Resultaten. Das Verhältnis der Sauerstoffisotope liefert Akkumulationswerte, die mindestens um den Faktor 2 zu hoch sind.

Akkumulationswerte derselben Grössenordnung (2,8±0,2) ergaben sich aus Messungen des radioaktiven Niederschlages an der US-”Plateau”-Station.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1968
Figure 0

Fig. 1. Route of the Queen Maud Land traverse

Figure 1

Fig. 2. Map of the U.S.S.R. station at the Pole of Inaccessibility (map dala from D. J. Elvers). Points of interest for the Present work are:2. Anemometer mast (USSR 1958).3. Pit No. 2, 6 m deep (QMLT II).6. Station building (USSR).8. Meteorology shelter (USSR 1958).11. Accumulation stake network (QMLT I).14. Accumulation stake line (QMLT II).

Figure 2

Table I. Snow Accumulation Recorded at the Meteorological Shelter for a 6–year Period(December 1958–January 1965)

Figure 3

Table II. Snow Accumulation (cm) Measured at the Cameron Stake Network(erected 30 January 1965)

Figure 4

Fig. 4. Stratigraphic sequence in pits Nos. 1 and 2. Goss β activity as a function of depth in the fisn for pits Nos.1,2 and 3Cg coarse-grainedFg fine-grainedMg medium-grainedh Hardm medium hards Soft

Figure 5

Fig. 3. Oxygen isotope ratio versus depth in pit No. 1. Presumed summer maxima are marked “s”

Figure 6

Table III. Accumulation Rate Deduced from the Artificial Radioactivity Horizon Attributed to January 1955 (see fig. 4)

Figure 7

Table IV. 210Pb Activity as a Function or Depth

Figure 8

Fig. 5. 210Pb specific activity of firn versus depth in pit No. 2. Depth intervals of the samples are shown by horizontal arrows. The lime scale on the horizontal axis is derived from the average slope of the two straight lines

Figure 9

Table V. Annual Rate of Snow Accumulation. A Comparison of the Results

Figure 10

Fig. 6. Gross β activity as a funaion of depth at “Plateau” station

Figure 11

Fig. 7. Grass β activity as a function el depth at station mile 279 of Queen Maud Land traverse II