Hostname: page-component-77f85d65b8-pztms Total loading time: 0 Render date: 2026-04-18T12:29:40.670Z Has data issue: false hasContentIssue false

On the Relationship of Ice-Surface Topography to Bed Topography on the South Polar Plateau

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

Edwin S. Robinson*
Affiliation:
Department of Geophysics, College of Mines and Mineral Industries, University of Utah, Salt Lake City, Utah, U.S.A
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Abstract

Ice-surface and isopachous maps, and rock-elevation maps, were prepared for the area between the South Pole and the Horlick Mountains from seismic and gravimetric measurements. Basal shear-stress was calculated from these data and surface-slope measurements at 25 sites. The mean is 0.8 bar with an areal standard deviation of 0.5 bar. Forty-five values of average basal shear stress were computed from consecutive 30 km. segments along flow lines. The mean is 0.4 bar with an areal standard deviation of 0.1 bar. These variations are too large for accurate estimates of ice-thickness variations to be made from surface-slope data alone, following Nye’s suggestion that basal shear-stress be treated as constant. From theoretical considerations Nye demonstrated that surface features of wave-length less than 40 km. should disappear within a few months unless related to bed topography. Ice and rock profiles along a 220 km. line do not show an expected theoretical relationship. Surface-elevation measurements, repeated after a 2 yr. interval. showed the surface features with wave-lengths between 5 and 40 km. to be essentially unchanged in amplitude and position. Hence these features are not adequately explained by existing theory.

Résumé

Résumé

Les cartes de la surface de la glace et des courbes d’égale épaisseur, et les cartes des altitudes des roches, ont été préparées entre le Pôle Sud et les Horlick Mountains sur la base des mesures sismiques et gravimétriques. La contrainte de cisaillement à la base a été calculée à partir de ces donnés et les mesures de la pente superficielle en 25 stations. La moyenne est de 0,8 bar avec une déviation standard par surface de 0,5 bar. Quarante valeurs de la contrainte moyenne de cisaillement à la base ont été calculées pour des segments adjacents de 30 km le long des lignes d’écoulement. La moyenne est de 0,4 bar avec une déviation standard par surface de 0,1 bar. Ces variations sont trop grandes pour des estimations précises des variations d’épaisseur de glace à partir uniquement de la pente superficielle, suivant la suggestion de Nye que la contrainte de cisaillement à la base peut être considérée comme constante. A partir de considérations théoriques Nye a démontré que des accidents superficiels d’une longueur d’onde inférieure à 40 km devraient disparaître dans l’espace de quelques mois à moins d’être liés à la topographie du socle. Des profils de glace et de roches le long d’une ligne de 220 km ne montra point la relation théoriquement prévue. Les mesures des élévations superficielles répétées après un intervalle de deux années, montrèrent que les accidents superficiels de longueur d’onde entre 5 et 40 km étaient inchangés en amplitude et position. Ces accidents ne sont pas adéquatement expliqués par la théorie mentionnée.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Aus seismischen und gravimetrischen Messungen wurden Karten der Eisoberfläche, der Eisdicke und des Felsuntergrundes für das Gebiet zwischen dem Südpol und den Horlick Mountains entwickelt. Aus diesen Daten und aus Messungen der Oberflächenneigung an 25 Stellen wurde die Scherspannung am Untergrund berechnet. Der Mittelwert beträgt 0,8 bar mit einer mittleren Abweichung von 0,5 bar. Aus aufeinanderfolgenden 30 km-Abschnitten entlang von Stromlinien wurden 45 Werte der mittleren Scherspannung am Untergrund berechnet. Der Mittelwert beträgt 0,4 bar mit einer mittleren Abweichung von 0,1 bar. Diese Schwankungen sind zu gross für eine zuverlässige Abschätzung der Eisdickenschwankungen allein aus Werten der Oberflächenneigung gemäss Nye’s Vorschlag, nach dem die Scherspannung am Untergrund als konstant anzunehmen ist. Nye zeigte auf Grund theoretischer Überlegungen, dass Oberflächenerscheinungen mit Wellenlängen unter 40 km in wenigen Monaten verschwinden sollten, wenn sie nicht von der Untergrundstopographie herrühren. Eis- und Felsprofile längs einer Linie von 220 km Lange zeigen nicht die theoretisch erwartete Beziehung. Messungen der Oberflächenhöhe, die nach 2 Jahren wiederholt wurden, liessen keine wesentliche Änderung der Oberflächenerscheinungen mit Wellenlängen zwischen 5 und 40 km in Amplitude oder Lage erkennen. Diese Erscheinungen sind daher theoretisch noch nicht befriedigend erklärt.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1966
Figure 0

Fig. 1. Route followed by the traverse party

Figure 1

Fig. 2. Sample seismograms: (above) lat. 87° 46′ S., long. 113.4° W.; (below) lat. 89° 02′ S., long. 87.1° W.

Figure 2

Fig. 3. Data profiles from traverse route

Figure 3

Fig. 4. Ice-surface elevation map

Figure 4

Fig. 5. Rock-surface elevation map

Figure 5

Fig. 6. Ice isopachous map

Figure 6

Table I. Values of Local Shear Stress

Figure 7

Fig. 7. Comparison of local surface slope and ice thickness

Figure 8

Fig. 8. Comparison of rock-elevation and surface profiles

Figure 9

Fig. 9. Profiles from South Pole to station 132 (lat 88° 01′ S., long. 83.2° W.)

Figure 10

Fig. 10. Comparison of elevation profiles; South Pole to station 132

Figure 11

Fig. 11. Decay times for surface features