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210Pb-Dating of Cold Alpine Firn/Ice Cores From Colle Gnifetti, Switzerland

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

H. Gäggeler
Affiliation:
Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH, D-6100 Darmstadt, Germany
H. R. von Gunten
Affiliation:
Eidgenössisches Institut für Reaktorforschung, CH-5303 Würenlingen, Switzerland, and Anorganisch-chemisches Institut, Universität Bern, CH-3000 Bern 9, Switzerland
E. Rössler
Affiliation:
Eidgenössisches Institut für Reaktorforschung, CH-5303 Würenlingen, Switzerland
H. Oeschger
Affiliation:
Physikalisches Institut, Universität Bern, CH-3000 Bern 9, Switzerland
U. Schotterer
Affiliation:
Physikalisches Institut, Universität Bern, CH-3000 Bern 9, Switzerland
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

The 210Pb(210Po) method has for the first time been successfully applied for dating cold alpine firn/ice cores. The mean accumulation rate on Grenzgletscher near Colle Gnifetti (Switzerland, altitude 4 450 m) is found to be 37 cm year−1 and 32 cm year−1 for the two ice cores drilled down to 32 m and 65 m in 1976 and 1977, respectively. The surface activity amounts to 4 dpm kg−1 ice. It is shown that a good agreement between the data of the two ice cores is reached with a model taking into account an effect of decreasing annual ice layers with depth. With this thin-out correction, the accumulation rate in the 1977 core increases to 39 cm year−1.

Résumé

Résumé

La méthode de datation avec 210Pb(210Po) est, pour la première fois, appliquée avec succès á des carottes de glace provenant d’un glacier alpin froid. Le taux d’accumulation moyen, mesuré au Grenzgletscher près du Colle Gnifetti (Mont Rose, Suisse, altitude 4 450 m), est de 37 cm/an pour une carotte prélevée jusqu’à 32 m de profondeur en 1976, et de 32 cm/an pour une autre carotte prélevée jusqu’à 65 m en 1977. L’activité, à la surface du glacier, est de l’ordre de 4 desintegrations par minute et par kg de glace. L’accord entre les taux d’accumulation mesurés est amelioré si l’on considère l’amincissement avec la profondeur des couches annuelles de glace. Nous obtenons ainsi un taux d’accumulation corrigé, pour la carotte de 1977, de 39 cm/an.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die 210Pb(210Po) Methode wird erstmals erfolgreich für die Datierung von kalten Firn/Eis-Bohrkernen aus einem alpinen Gletscher eingesetzt. Die mittlere Akkumulationsrate auf dem Grenzgletscher nahe beim Colle Gnifetti (Schweiz, 4 450 m ü.M.) beträgt 37 cm/Jahr für eine 1976 bis zu 32 m Tiefe erbohrte Probe und 32 cm/Jahr für einen 62 m tiefen Bohrkern aus dem Jahre 1977. Die Oberflächenradioaktivität von 210Pb beträgt 4 Zerfälle pro Minute und kg Eis. Die Übereinstimmung der mittleren Akkumulationsraten für die zwei Kerne wird besser, wenn dem Ausdünnen der Eisschichten mit zunehmender Tiefe Rechnung getragen wird. Unter Anwendung einer einfachen Modellvorstellung gelangt man zu einer Akkumulationsrate von 39 cm/Jahr für den 1977-Bohrkern.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1983
Figure 0

Fig. 1. Products in the decay chain of 238U of importance in the 210Pb dating method. 222Rn escapes from the Earth’s crust into the atmosphere, thereby producing air-borne 210Pb.

Figure 1

Fig. 2. Colle Gnifetti region with the two locations of core drilling. • 1977 core, coordinates 633850/86620. ▪ 1976 core, approximate location. Reproduction authorized by Bundesamt für Landestopographie of Switzerland on 9 September 1981.

Figure 2

Fig. 3. α-spectrum of sample No. 1 from the 1976 core. The counting time was 258.850 s.

Figure 3

Table 1. Experimental data of the 1976 ice core from Colle Gnifetti

Figure 4

Table II. Experimental data of the 1977 ice core from Colle Gnifetti

Figure 5

Fig. 4. a: 210Po (210Pb) activity distribution for the core 1976 as function of the depth in water equivalent (see Table I). The solid line shows an exponential fit through the data using the least-squares method, b: The data of Fig. 4a but averaged for core sections of 2 m water equivalent.

Figure 6

Fig. 5. a: 210Po (210Pb) activity distribution for the core 1977 as function of the depth in water equivalent (see Table II). The solid line shows an exponential fit through the data using the least-squares method. b: The data of Fig. 5a but averaged for core sections of 2 n water equivalent.

Figure 7

Table III. Accumulation Rates for the Colle Gnifetti Cores 1976 and 1977 determined by different methods

Figure 8

Fig. 6. The data of Fig. 5b but fitted according to Equation (3). (Thin-out effect).

Figure 9

Table IV. 210Pb-dating of the colle Gnifetti Core 1977