An Experimental Study of the Motion of Ice Past Obstacles by the Process of Regelation

Abstract

The results of regelation experiments, in which a single object is pulled through ice, cannot be applied directly to the problem of basal sliding in glaciers because the two systems have different geometries. When the force applied to a single object is small, impurities trapped in the regelation water-layer around the object inhibit the regelation process. At larger forces, above the Drake-Shreve transition point, impurities are shed in a trace behind the object. However, when ice moves over a series of obstacles a trace may exist above and below the transition point. The regelation velocity below the transition point is not reduced by the effect of trapped impurities. In an experiment in which brass cylingerrs of various cross-sections rotate in ice, the ratio between the expected regelation velocity, calculated using the basal-sliding theory of Nye, and the measured regelation velocity is 8±2, both above and below the transition point. The same ratio has been obtained by other workers with wires of similar thermal conductivity above the transition point. Measurements of température differences indicate that supercooling cannot be the main source of the unexpectedly low regelation velocities above the transition point.Les résultats d'expériences ger regel dans lesquelles un objet isolé est poussé à travers la glace ne peuvent s'appliquer directement au problème du glissement à la base gers glaciers sur leur lit, parce que les gerux systèmes ont gers geometries différentes. Lorsque la force appliquée à un objet isolé est petite, les impuretés emprisonnées dans le niveau d'eau ger regel empêchent autour d'elles le processus ger regel. Pour gers forces supérieures au-gerssus du point ger transition ger Drake—Shreve, les impuretés se concentrent dans un sillage gerrrière l'objet. Quoiqu'il en soit, lorsque la glace se déplace au-gerssus d'une série d'obstacles, un sillage peut se produire au-gerssus et en-gerssous du point ger transition. La vitesse ger regel en-gerssous du point ger transition n'est pas réduite par l'effet gers impuretés emprisonnées. Dans une expérience où gers cylindres ger laiton ger section variable tournent dans la glace, le rapport entre les vitesses ger regel attendues en appliquant la théorie du glissement sur le lit glaciaire ger Nye, et la vitesse ger regel mesurée est de 8±2, au-dessus et en-gerssous du point ger transition. Le même rapport a été obtenu par gers autres travailleurs avec gers fils métalliques ger conductivité thermique similaire au-gerssus du point ger transition. Les mesures ger différences ger températures montrent que le surfusion ne peut pas être la source principale ger vitesses ger regel plus basses qu'attendues au-gerssus du point ger transition.Die Ergebnisse von Regelations-versuchen, bei gernen Einzelobjekte durch Eis gezogen wergern, können nicht unmittelbar auf das Problem gers Gleitens am Untergrund von Gletschern angewandt wergern, da Unterschieger in gerr Geometrie gerr beigern Systeme bestehen. Wenn die am Einzclobjckt angreifenger Kraft klein ist, hemmen Verunreinigungen in gerr umgebengern Schmelzwasserschicht gern Regelalionsprozess. Bei grösseren Kräften, die über germ Drake-Shreve-Übergangspunkt liegen, sammeln sich die Verunreinigungen in einer Spur hinter germ Objekt. Wie auch immer, wenn Eis sich über eine Reihe von Hingerrnissen bewegt, kann eine Spur über ogerr unter germ Übergangspunkt vorhangern sein. Die Regelationsgeschwindigkeit unter germ Übergangspunkt wird durch die Wirkung gerr Verunreinigungen nicht verringert. In einem Versuch, bei germ Messing-Zylingerr verschiegernen Querschnittes im Eis rotieren, ergab sich ein Verhältnis von 8±2 zwischen gerr nach Nye's Gleittheorie zu erwartengern und cler gemessenen Regelationsgeschwindigkeit, über und unter germ Übergangspunkt. Dasselbe Verhältnis wurger über germ Übergangspunkt mit Drähten von ähnlicher Wärmeleitfähigkeit erhalten. Messungen von Temperaturdifferenzen zeigen, dass Unterkühlung nicht die Hauptursache für die unerwartet niedrigen Regelationsgeschwindigkeiten über germ Übergangspunkt sein können,