Hostname: page-component-76d6cb85b7-ntvhh Total loading time: 0 Render date: 2026-07-26T20:45:35.097Z Has data issue: false hasContentIssue false

Temperature Measurements in Athabasca Glacier, Alberta, Canada

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

W. S. B. Paterson*
Affiliation:
Polar Continental Shelf Project, Department of Energy, Mines and Resources, Ottawa,Ontario, Canada
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

The temperature in the ablation area of Athabasca Glacier is about —0.5°C at a depth of 10 m. Below 17 m the temperature is slightly below the calculated pressure melting point (average difference 0.01 deg) in some places. Heat produced by ice deformation is calculated as a function of depth in two bore holes. Only in about the lower half of the glacier thickness is this heat sufficient to maintain the ice at the observed temperature as the hydrostatic pressure is reduced by ablation. Freezing of water within the ice must provide heat for this purpose elsewhere in the glacier; it must also provide heat to maintain the deeper ice close to the melting point even though the 10 m temperature is negative. The minimum water content needed is estimated to be between 0.5 and 1%. It is argued that most of this water must be water trapped between grains when the ice formed from firn. The small difference from the pressure melting temperature measured below 17 m probably arises either from impurities or because, as a result of heat supplied for pressure-melting of ice around air bubbles, the ice is at the melting point corresponding to the bubble pressure rather than to the hydrostatic pressure.

Résumé

Résumé

La température dans la zone d’ablation du glacier de l’ Athabasca est c. —0,5°C pour une profondeur de 10 m. Au-dessous de 17 m, la température se trouve quelquefois un peu au-dessous du point de fusion sous pression calculé (variation environ 0,01 deg). La chaleur produite par la déformation de la glace est calculée en fonction de la profondeur pour deux trous de forage. C’est seulement dans la moitié inférieure de la profondeur du glacier que cette chaleur suffit pour maintenir la glace à la température observée quand la pression hydrostatique diminue selon l’ablation. La congélation de l’eau dans la glace doit donner de la chaleur à cet effet dans d’autres endroits du glacier; il doit aussi produire de la chaleur pour maintenir la glace la plus basse aux approches du point de fusion, même avec une température négative à 10 m. La teneur en eau nécessaire est estimée être environ au minimum entre 0,5 et 1%. On met en avant que le plupart de cette eau doit être de l’eau renfermée entre les grains quand la glace se forme en névé. Le petit écart entre la température et le point de fusion sous pression enregistré au-dessous de 17 m s’explique probablement par la présence d’impuretés, ou bien, puisque la pression qui fait fondre la glace environnante des bulles de l’air consomme de la chaleur, par le fait que la glace atteint le point de fusion qui correspond à la pression de ces bulles plutôt qu’à la pression hydrostatique.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Temperatur im Ablationsgebiet des Athabasca Glacier beträgt in 10 m Tiefe etwa –0,5°C. Unterhalb 17 m liegt die Temperatur an einigen Stellen knapp unter dem errechneten Druckschmelzpunkt (mittlere Differenz 0,01°). Die durch Eisdeformation erzeugte Wärme wird als Funktion der Tiefe in zwei Bohrlöchern berechnet. Nur für etwa die untere Hälfte der Gletscherdicke reicht diese Wärme zur Erhaltung der beobachteten Eistemperatur aus, da der hydrostatische Druck durch die Ablation vermindert wird. Gefrieren von Wasser im Eis muss die dafür notwendige Wärme an anderer Stelle im Gletscher freisetzen; es muss auch Wärme liefern, um das tiefere Eis nahe am Schmelzpunkt zu halten, auch wenn die 10 m-Temperatur negativ ist. Der minimal notwendige Wassergehalt wird auf 0,5–1% geschätzt. Es wird geschlossen, dass der grösste Teil davon Wasser sein muss, das bei der Bildung des Eises aus Firn zwischen den Körnern eingeschlossen wurde. Die geringe Differenz zur Druckschmelztemperatur, die unterhalb 17 m gemessen wurde, stammt wahrscheinlich entweder von Verunreinigungen oder daher, dass sich das Eis–als Wirkung der durch das Schmelzen von Eis um Luftblasen freiwerdenden Wärme — an jenem Schmelzpunkt befindet, der dem Blasendruck entspricht, nicht aber dem hydrostatischen Druck.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1971
Figure 0

Fig. 1. Map of lower part of Athabasca Glacier with locations of bore holes used in the present study. Each bore hole is designated by its depth in meters. Contour elevations are in meters above sea-level.

Figure 1

TABLE I. Bore-Hole Information

Figure 2

Fig. 2. Measured temperatures in Athabasca Glacier. The broken lines join the readings of the two thermistors at each depth. The solid line indicates the pressure melting point.

Figure 3

Fig. 3. Steady-state temperatures, calculated from Equation (3), on the assumption that the 10 m temperature remains at –0.5°C throughout the year.

Figure 4

Fig. 4. Solid lines: heat produced by ice deformation. Broken lines: heat required to maintain ice at pressure melting point as hydrostatic pressure is reduced by ice flow towards the surface. Data for (a) hole 322 and (b) hole 209 of Savage and Paterson (1963).

Figure 5

TABLE II. Level of Water in a Glacier for Various Water Contents