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Ice Lithologies and Structure of Ice Island Arlis II*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

David D. Smith*
Affiliation:
Coastal Studies Institute, Louisiana State University, Baton Rouge 3, Louisiana, U.S.A.
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Abstract

Ice island ARLIS II, which is adrift in the Arctic Ocean, is a 1.3 km. wide and 3.8 km. long fragment of shelf ice 12–25 m. thick, which preserves several structural features heretofore undescribed in ice. The island is composed of an irregular central block of foliated, locally debris-rich, grey glacial ice bordered in part by extensive areas of stratified bluish sea ice. The central block contains a series of narrow, elongate, sub-parallel dike-like septa of massive fresh-water ice and a large tongue-like body of tightly folded, coarse banded ice. Both the septa and the tongue cut across the foliation and debris zones of the grey ice.

The margins of the central block are penetrated by a series of elongate, crudely wedge-shaped re-entrants occupied by salients of bluish sea ice. Two broad, arch-like plunging anticlines deform the stratified sea ice along one margin of the block.

The foliation and debris zones in the glacial ice are relict features inherited from the source glacier. The septa formed as crevasse and basal fracture fills. Salients represent fills formed in the irregular re-entrants along the margins of the glacial ice mass. The tongue of tightly folded, banded ice represents an earlier generation salient deformed by compressive forces as the fill built up. The broad anticlines are apparently the result of warping in response to differential ablation but the small, tight plunging folds on their noses and limbs are probably the result of compressive forces.

Résumé

Résumé

L’île de glace ARLIS II, à la dérive dans l’océan Arctique est un fragment de glace de shelf dont les dimensions sont les suivantes: longueur 3,8 km, largeur 1,3 km, épaisseur 12 à 25 mètres. L’ensemble est parsemé de bosses de 10 à 12 mètres de haut couvertes de débris. Cette île est formée par un bloc central irrégulier de glace grise dc glacier, feuilletée et localement riche en débris, bordée partiellement par de grandes zones de glace marine bleuâtre et stratifiée. Le bloc central comprend une série de septa de glace d’eau douce et une large langue de glace grossière qui s’enchevttrent avec les zones de foliations et de débris de la glace grise. Les partitions sont étroites, allongées (presque parallèles) et semblables à des filons.

Le pourtour de ce bloc central est découpé selon des indentations allongées grossièrement en angle aigu et remplies par des saillies de glace bleuâtre d’origine marine. Cette glace marine est déformée sur l’un des bords du bloc par les versants plongéants de deux larges anticlinaux.

Les zones de foliations et de débris dc la glace proviennent du glacier dont cette ile s’est détachée. Les septa sont le résultat du remplissage de crevasses et fractures de base. Les parties saillantes de la bordure qui s’enfoncent dans lc bloc central sont le résultat du remplissage des indentations de ce bloc. La langue de glace striée et fortement plissée résulte de l’action combinée du remplissage antérieur d’une indentation et de forces de compression. Les larges anticlinaux sont apparemment la conséquence dc plissements dûs à des ablations différentielles, mais leurs versants abrupts et pincés aux extrémités sont probablement dits à des forces de compression.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die im nördlichen Eismeer schwimmende Eisinsel ARLIS II ist ein 1,3 km breites, 3,8 km langes und 12–25 m dickes Eisschclffragment; mit Steinschutt bedeckte, 10–12 m lobe Hügel übersäen die Eisinsel. Diese besteht aus einem unregelmässigen inneren Block von örtlich geschiefertem steinschuttreichem grauem Gletschereis und ist teilweise umgrenzt von ausgedehnten Flächen bläulichen Meereises. Der innere Block enthält eine Anzahl von schmalen, länglichen, subparallelen Gesteinsaderähnlichen Septa aus massivem Süsswassereis und eine ziemlich grosse Zunge von eng-zusammcngefaltetem, grobem gebändertem Eis. Sowohl die Septa wie auch die Zunge kreuzen die Schieferungs und Steinschuttzonen im Graueis.

Die Ränder des inneren Blockes sind durchsetzt von einer Reihe spitzer, keilförmiger Einschnitte, welche mit Vorsprüngen aus bläulichem Meereis ausgefüllt sind. Zwei breite, bogenähnliche, untertauchende Antiklinale verändern das geschichtete Meereis an einer Seite des Blockes.

Schieferung und Steinschuttzonen im Gletschereis sind Relikte des Ursprungsgletschers. Die Septa bildeten sich als Gletscherspalten- und basale Bruchfüllung. Die Meereisvorsprünge entstanden als Ausfüllungen in den unregelmässigen Einschnitten entlang den Rändern der Gletschereismasse. Die Zunge des enggefalteten, gebänderten Eises repräsentiert den Vorsprung einer früheren Periode, welche durch auf die Ausfüllung einwirkende, zusammenpressende Kräfte verändert wurde. Die breiten Antiklinalen sind anscheinend das Resultat von Auffaltungen unter dem Einfluss von differentieller Ablation, aber die kleinen, engabl’allenden Falten auf ihren Nasen und Gliedern sind wahrscheinlich das Resultat von zusammenpressenden Kräften.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1964
Figure 0

Fig. 1. Air view of ARLIS II and “Halleluiah Hills”. Hills in foreground 8–10 m. high. See Figure 10 for location

Figure 1

Fig. 2. Generalized ice lithology map. Configuration of the island prior to July 1961 sub-division is shown in the upper right. Diagonal pattern is area of fragmentation

Figure 2

Table I. Salinity DataSalinity values are in parts per thousand as determined by hydrometer corrected to 15° C. Determinations made by William T. McComas and Thomas L. Garrett, U.S. Navy Hydrographic Office.

Figure 3

Fig. 3. Stratified sea ice exposed during fragmentation of “Halleluiah Hills” (Fig. 10). Dip of stratification is structural in character and not the result of rotation of the block. Individual strata average 0.6 to 0.7 m. thick

Figure 4

Fig. 4. Coarse-grained banded ice. Ice-axe about 0.9 m. long. See Figure 10 for location

Figure 5

Fig. 5. Distribution of the five rock suites. Sedimentary rocks occur with the mud

Figure 6

Fig. 6. Outcrop of mud horizon along contact (arrow) between grey glacial ice and underlying stratified sea ice. Vote cobbles in foreground. See Figure 10

Figure 7

Fig. 7. Structural relations exposed along part of north edge when island subdivided

Figure 8

Fig. 8. Tight, steeply plunging folds in tongue of coarse, banded ice. See Figure 10

Figure 9

Fig. 9. Contact between salient of stratified sea ice and glacial ice along edge of “Obelisk Hills” (Fig. 10)

Figure 10

Fig. 10. Ice lithology and structure map