Hostname: page-component-5db58dd55d-688nx Total loading time: 0 Render date: 2026-05-31T23:12:27.348Z Has data issue: false hasContentIssue false

Electrical Resistivity of Ice from the Antarctic Peninsula, Antarctica

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

John M. Reynolds
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 OET, England
J. G. Paren
Affiliation:
British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, High Cross, Madingley Road, Cambridge CB3 OET, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Georesistivity soundings have been carried out at four sites in the Antarctic Peninsula. The objective of the work was to investigate the electrical behaviour of ice from an area where substantial melting occurs in summer and from contrasting thermal regimes. Electrical measurements made at three sites along a flow line within George VI Ice Shelf reveal that:

  • (a) the resistivity of deep ice is similar to that of other Antarctic ice shelves,

  • (b) the resistivity of the ice-shelf surface, which is affected by the percolation and refreezing of melt water, is similar to that of deep ice and hence the ice is polar in character.

A compilation of published resistivities of deep ice from polar regions shows that the range of resistivities is very narrow (0.4 –2.0) x 105 Ω m between –2 and – 29°C, irrespective of the physical setting and history of the ice. Typically, resistivity is within a factor of two of 80 kΩ m at –20° C with an activation energy of 0.22 eV. In contrast, the resistivity of surface ice at Wormald Ice Piedmont, where the ice is at 0°C throughout, is two orders of magnitude higher and falls at the lower end of the range of resistivities for temperate ice.

Résumé

Résumé

Des sondages de résistivité ont été effectués en quatre sites de l’Antarctic Peninsula. L’objectif de ce travail était de déterminer le Comportement électrique de la glace dans une zone où existe une fonte estivale substantielle ainsi que des régimes thermiques contrastés. Des mesures électriques effectuées en trois sites le long d’une ligne de courant sur le George VI Ice Shelf montrent que: (a)

(a) la résistivité de la glace en profondeur est semblable à celle des autres shelfs antarctiques,

(b)

(b) la résistivité de la glace à la surface de la glace du shelf, qui est soumise à la percolation et au regel de l’eau de fusion, est semblable à celle de la glace en profondeur et donc la glace a un caractère polaire.

Une compilation des résistivités publiées pour la glace profonde des régions polaires montre que le domaine des résistivités est très réduit (0,4 – 2,0) x 105 Ω m entre –2 et – 29°C, quelles que soient la situation physique et l’histoire de la glace. Particulièrement, la résistivité est proche à un facteur deux près de 80 kΩ m à – 20°C avec une énergie d’activation de 0,22 eV. Par contre, la résistivité de la glace de surface sur le Wormald Ice Piedmont, où la glace est à 0°C partout, est de deux ordres de grandeur plus élevée et se situe à la limite inférieure du domaine des résistivités de la glace tempérée.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

An vier Stellen auf der Antarctic Peninsula wurden elektrische Widerstandssondierungen vorgenommen. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des elektrischen Verhaltens von Eis aus einem Gebiet, wo im Sommer wesentliche Abschmeblzung auftritt, und aus Bereichen mit unterschiedlichen Wärmehaushalten. Elekirische Messungen an drei Stellen längs einer Stromlinie innerhalb des George VI Ice Shelf ziegen, dass (a)

(a) der Widerstand tiefen Eises ähnlich dem auf anderen antarktischen Schelfeisen ist,

(b)

(b) der Widerstand der Schelfeisoberfläche, auf der sich Sickervorgänge und Wiedergefrieren von Schmelzwasser auswirken, ähnlich dem des tiefen Eises ist und folglich das Eis dort polaren Charakter besitzt.

Eine Zusammenstellung veröffentlichter Widerstandswerte für tiefes Eis aus Polargebieten zeigt, dass sich die Widerstände sehr nahe an den Bereich von (0,4 – 2,0) x 105 Ω m zwischen –2 und –29°C halten, unabhängig vom Setzungszustand und von der Vorgeschichte des Eises. Typisch für den Widerstand ist eine Schwankung von 80 kΩ m bei –20°C und einer Akti-vationsenergie von 0,22 eV mit dem Faktor 2. Im Gegensatz dazu ist der Widerstand von Obreflächeneis im Wormald Ice Piedmont, wo die Eistem-peratur durchwegs 0°C beträgt, um zwei Grössenordnungen höher; er liegt damit an der unteren Grenze des Widerstandsbereiches für temperiertes Eis.

Information

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

Fig. 1. Map of the Antarctic Peninsula Showing Research Sites.

Figure 1

Table I. Details of Sites at which Resistivity Soundings were Undertaken

Figure 2

Fig. 2. Apparent resistivity profiles from George VI Ice Shelf. Model resistivities are in units of 10 KΩ m, and plotted against depth within the ice sheet.

Figure 3

Table II. Apparent Resistivities on George VI Ice Shelf

Figure 4

Fig. 3. Resistivity structure through George VI Ice Shelf along a flow line. Resistivities are in units of 10 KΩ m, and plotted against depth within the ice sheet.

Figure 5

Table III. Apparent Resistivities at Rothera Airstrip on Wormald Ice Piedmont

Figure 6

Fig. 4. Apparent resistivity profile for Wormald Ice Piedmont. The curves A and B are computed profiles derived from the respective models (depicted in units of MΩ m beneath the graphs). Curve C is not plotted. It closely coincides with A and B.

Figure 7

Table IV Source of Data for Figure 5

Figure 8

Fig. 5. Resistivity of ice. Mean values from geo-resistivity sounding of ice at 100 m or deeper are plotted with estimated uncertainties against the estimated layer temperature. Source of data is Table IV. Laboratory measurements on ice cores examined over a range of temperatures are shown by continuous lines. The regression line for the data is given by a dashed line.