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Deep Drilling at Base Roi Baudouin, Dronning Maud Land, Antarctica

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

E. Tongiorgi
Affiliation:
Laboratorio di Geologia Nucleare del Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare, Universita di Pisa
E. Picciotto
Affiliation:
Laboratorio di Geologia Nucleare del Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare, Universita di Pisa
W. de Breuck
Affiliation:
Laboratorio di Geologia Nucleare del Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare, Universita di Pisa
T. Norling
Affiliation:
Laboratorio di Geologia Nucleare del Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare, Universita di Pisa
J. Giot
Affiliation:
Laboratorio di Geologia Nucleare del Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare, Universita di Pisa
F. Pantanetti
Affiliation:
Laboratorio di Geologia Nucleare del Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare, Universita di Pisa
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

A drilling operation and core investigations at Base Roi. Baudouin (lat. 70° 25′ 5″ S., long. 24° 18′ 38″ E.) in January 1961 are discussed. The drilling, undertaken with light equipment, attained a depth of 115.72 m. From the start serious difficulties were encountered so that it was decided to use a SIPRE auger driven by the mechanism of the drilling machine. Core recovery was close to 100 per cent. Below a depth of 43.70 m., since the drill had reached the zone of high ice density (0.85 g./cm.3), a 3 m. double core barrel was used with air circulation. A depth of 79.33 m. was reached with a core yield close to 100 per cent. From this level downwards to the final depth of 115.72 in. the core yield was only 55 per cent.

Preliminary observations were made at the site. A stratigraphie profile of the first 43 m. showed an al terna-ion of coarse-grained summer layers with ice formation and fine-grained winter deposits. From the seasonal alternations of the last six years, an average annual accumulation of 38.3 cm. of water was calculated. No coloured or dust layers were observed. Between 9 and 16 m. and between 41 and 44 m. an intense formation of ice was noticed. The depth-density curve is similar to those found by the. Norwegian-British-Swedish Antarctic Expedition at Maudheim and by the Americans at Little America V. If an average annual accumulation of 38 cm. of water is assumed, the whole depth drilled corresponds to approximately 240 yr. Temperature measurements could not he carried out b;rcause of the limited time available.

Detailed stratigraphie and morphological studies of the cores, which are stored at −15°C. in Brussels, are planned, as well as chemical and isotopic investigations.

Résumé

Résumé

Une opération de forage et des investigations de carottes faites à la Base Roi Baudouin (70° 25′ 53″ S, 24° 18′ 38″ E) en janvier 1961 sont discutées- Le forage, entrepris avec un equipment léger, a atteint une profondeur de 115,72 m. Dès le début on rencontra tic sérieuses difficultés, dr. sorte qu’il fut decidé d’utiliser une tarière SIPRE conduite par le mécanisme de la foreuse. La récupération des carottes était voisine dc 100 pour cent. En dessous de 43.70 m de profondeur, à partir du moment où la tarière a atteint la zone de glace dc densité élevée (0,85 g/cm3), on a utilisé un tube carottier double de 3 m avec circulation d’air. On a atteint une profondeur de 79.33 m avec un rendement dc carotte voisin dc 100 pour cent. A partir de ce niveau, en descendant jusqu’à la profondeur finale de 115,72 m, la récupération des carottes atteignait seulement 55 pour cent.

On a fait à cet emplacement des observations préliminaires. Un profil stratigraphique des 43 premiers mètres a montré une alternance de couches d’été à gros grains avec formation de glace et de dépôts d’hiver à grains fins. A partir des alternances saisonnières des 6 dernières années, on a calculé une accumulation moyenne annuelle de 38,3 cm d’eau. Aucune couche colorée ou poussiéreuse n’a été observée. Entre 9 et 16 m et entre 41 et 44 m, on a noté une importante formation de glace. La courbe densité-profondeur est semblable à celles obtenues par l’Expédition Antarctique Norvégienne-Britannique-Suédoise à Maudheim et par les Américains à Little America V. Si l’on admet tine accumulation moyenne annuelle de 38 cm d’eau, la profondeur totale du trou correspond approximativement à 240 ans. Il n’a pas été possible de faire des mesures de température à cause du temps disponible limité.

Les études stratigraphiques et morphologiques détaillées des carottes, qui sont conservées à −15° C à Bruxelles, sont prévues en même temps que des investigations chimiques et isotopiques.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Arbeit befasst sich mit einer Bohrung und Kernuntersuchung wahrend des, Januars 1961 in der Base Roi Baudouin (70° 25′ 53″ südl. Breite, 24° 18′ 38″ östl. Länge). Die Bohrung, ausgeführt mit leichter Ausrüstung, erreichte eine Tiefe von 115,72 m. Am Anfang stellten sich erhebliche Schwierigkeiten ein, bis auf die Benutzung eines SIPRE-Bohrers, angetrieben von der Bohrmaschine, übergegangen wurde. Der Bohrkern konnte dabei fast vollständig geborgen werden. Von 43,70 m Tiefe an, wo die Bohrung die Zone hoher Eisdichte (0,85 g/cm3) erreicht hatte, wurde ein 3 m langes Doppel-Kernbohrrohr mit Luftspülung verwendet. Bis 79.33 m Tiefe blieb der Kern-Ertrag nahe an 100%; von dann an bis zur Endtiefe von 115,72 m konnten nur 55% des Kerns geborgen werden.

Vorläufige Untersuchungen wurden an Ort und Stelle vorgenommen. l)as stratigraphische Profil der ersten 43 m zeigte eine Wechsellagerung zwischen grobkörnigen Sommerschichten mit Blankeislagen und feinkörnigen Winterablagerungen. Der mittlere Jahresniederschlag konnte aus den jahreszeitlichen Wechsellagen der letzten 6 Jahre zu 38,3 cm Wasser bestimmt werden. Es fanden sich keine verfärbten oder staubdurchsetzten Schichten. Zwischen 9 und 16 m sowie zwischen 41 und 44 m Tiefe wurde starke Eisbildung festgestellt. Das Tiefe-Dichte-Diagramm ähnelt denen, die von der Norwegisch-Britisch-Schwedischen Antarktis-Expedition in Maudhcim und von den Amerikaners in Little America V gefunden wurden. Unter der Annahme eines mittleren Jahresniederschlags von 38 cm Wasser entspricht die erreichte Bohrtiefe einem Ablagerungszeitraum von etwa 240 Jahren. Temperaturmessungen konnten aus Zeitmangel nicht vorgenommen werden.

Stratigraphische und morphologische Detailstudien an dem Bohrkern, der bei −15° C. in Brüssel gelagert ist, sind vorgesehen, desgleichen chemische und isotopische Untersuchungen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1962
Figure 0

Fig. 1. Dronning Maud Land (from a diagram of the Norsk Polarinstitutt)

Figure 1

Fig. 2. Outline of Breidvika and the situation of the drilling site at Base Roi Baudouin

Figure 2

Fig. 3. The shelter with its tower for the derrick, together with the compressor and the cooling system.

(Photograph by L Goossens)
Figure 3

Table I Characteristics of the Three Drill Sections

Figure 4

Fig 4. Variation of the density as a function of depth

Figure 5

Fig. 5. Stratigraphic profile between 0 and 43 m.

Figure 6

Fig. 6. A sectioned core 7.55 cm. in diameter. The core is placed in front of a fluorescent tube. The seasonal alternation is well marked; the summer layer in the upper part is formed of firn and the many layers of ice indicate a particularly warm summer. The winter layer is formed of homogeneous Jinn with a fine grain