Sub-Surface Melt Pools in the McMurdo Ice Shelf, Antarctica

Abstract

Sub-surface melt pools were discovered during construction of an airfield located on glacier ice in the western part of the McMurdo Ice Shelf, Antarctica. The melt pools occur beneath areas of blue glacier ice and they are impossible to detect by visual examination. They vary in size and shape but are usually 1.0 to 1.5 m deep and span circular areas 10 to 15 m in diameter. Sub-surface melting starts in mid-December at depths of 40 cm or more and it progresses until late January when refreezing begins. The ice cover over melt pools may thin to as little as 7 cm and this creates a serious hazard to aircraft operations.The melt pools are caused by the greenhouse effect of intense solar radiation, low albedo of the blue glacier ice and heat absorption by rock particles and dust. The high-albedo layer of chipped ice and powdered ice that was produced during runway construction was completely successful in preventing sub-surface melting. The thickness of this protective layer appeared to be of little importance, providing it exceeded 3 cm. Poches de fonte sous-glaciaire du McMurdo Ice Shelf, Antarctique. Des eaux de fonte étaient découvertes dans la couche inférieure de la glace de glacier au cours de la construction d’un aérodrome dans la partie ouest de McMurdo Ice Shelf, Antarctique. Les eaux de fonte se trouvaient au-dessous des étendues de glace bleue de glacier et il est impossible de les découvrir par examen visuel. Elles varient en volumes et formes, mais elles avaient généralement de 1 à 1,5 m de profondeur et de 10 à 15 m de diamètre. La fusion dans la couche inférieure commence mi-decembre à la profondeur de 40 cm ou plus, et s’accroît jusqu’à la fin de janvier quand le regel commence. La couverture de glace au-dessus des eaux de fonte peut s’amincir à 7 cm et devient un risque sérieux aux operations aériennes. Les eaux de fonte sont les résultats de l’effet de serre de la radiation solaire intensive, la faible albédo de la glace bleue de glacier et l’absorption de chaleur par les particules de roche et poussière. La couche de forte albédo de glace éclatée et pulverisée, que l’on produit au cours de la construction de la piste, prévient complètement la fusion dans la couche inférieure. L’épaisseur de cette couche protective a peu d’importance tant qu’elle dépasse 3 cm. Schmelzlöcher unter der Oberfläche im McMurdo Ice Shelf, Antarktika. Beim Bau eines Flugfeldes auf dem Gletschereis des westlichen McMurdo Ice Shelf, Antarktika, wurden Schmelzlöcher unter der Oberfläche entdeckt. Die Schmelzlöcher treten unter Gebieten rait blauem Gletschereis auf und sind durch blossen Augenschein nicht auszumachen. Sie variieren in Grosse und Gestalt, sind aber gewöhnlich 1,0–1,5 m tief und nehmen Kreisflächen von 10–15 m Durchmesser ein. Das Schmelzen unter der Oberflache beginnt Mitte Dezember in mindestens 40 cm Tiefe und hält bis spät in den Januar an, wo das Gefrieren wieder einsetzt. Die Decken der Schmelzlöcher können bis auf den kleinen Betrag von 7 cm abnehmen, womit eine ernste Gefahr für den Flugbetrieb entsteht. Die Schmelzlöcher entstehen durch den Treibhauseffekt intensiver Sonneneinstrahlung, die geringe Albedo des blauen Gletschereises und die Wärmeabsorption durch Gesteinssplitter und Staub. Die Schicht mit starker Albedo aus abgehobeltem und pulverisiertem Eis, die beim Bau der Landebahn entsteht, ergab einen vollkommenen Schutz gegen das Schmelzen unter der Oberfläche. Die Dicke dieser Schutzschicht erwies sich von geringer Bedeutung, vorausgesetzt, dass sie 3 cm überstieg.