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TitreDetection of ice wedge cracking in permafrost using miniature accelerometers
AuteurO'Neill, H B; Christiansen, H H
SourceJournal of Geophysical Research, Earth Surface vol. 123, issue 4, 2018 p. 642-657, https://doi.org/10.1002/2017JF004343
Année2018
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180043
ÉditeurWiley
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1002/2017JF004343
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
Lat/Long OENS 15.5000 16.0000 78.5000 78.0000
Sujetspergélisol; glace fossile; caractéristiques périglaciaires; fentes de glace; polygones de fente de glace; détermination des contraintes; analyses thermiques; températures au sol; séismologie; géologie des dépôts meubles/géomorphologie; géophysique
Illustrationslocation maps; satellite images; schematic cross-sections; time series; histograms; bar graphs; tables; graphs; schematic diagrams
ProgrammePergélisols, Géosciences de changements climatiques
Diffusé2018 04 19
Résumé(disponible en anglais seulement)
Determining the exact timing of ice wedge cracking in permafrost is challenging. Five miniature accelerometers were installed near the ground surface in the trough of a primary ice wedge within a network of low-centered polygons in Adventdalen, Svalbard, to test whether these instruments could be used to detect dynamics of thermal contraction cracking. Data from 2003 to 2013 were analyzed to characterize cryoseismic signals in the ice wedge trough. High-magnitude accelerations (from 5 g to at least 100 g) were typically registered in late winter, when the top of permafrost had cooled to about -10°C; these likely correspond to ice wedge cracking in permafrost. Tensile stresses calculated from temperatures measured in the ice wedge trough are near laboratory strengths reported for ice and mineral active layer sediments, supporting the interpretation that large accelerations are caused by thermal contraction cracking. Lower magnitude accelerations occurred throughout the freezing season, usually coinciding with rapid cooling at the ground surface. These small accelerations may be associated with (i) the initiation of small cracks in the active layer of the trough or (ii) the horizontal and vertical propagation of existing ice wedge cracks. The results of this investigation indicate that miniature accelerometers are an effective, inexpensive, and simple method to determine the timing of ice wedge cracking and rates of crack propagation along ice wedge troughs.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Cinq petits accéléromètres ont été installés près de la surface du sol dans l'auge d'un coin de glace afin de vérifier si ces instruments pouvaient être utilisés pour détecter la fissuration des coins de glace. Les accélérations de grande amplitude ont généralement été enregistrées à la fin de l'hiver, lorsque le sommet du pergélisol avait refroidi à environ -10 ° C; ceux-ci correspondent probablement à la fissuration du coin de glace dans le pergélisol. Des accélérations de magnitude inférieure se sont produites tout au long de la saison de congélation, coïncidant habituellement avec un refroidissement rapide à la surface du sol. Ces petites accélérations peuvent être associées à (i) l'apparition de petites fissures dans la couche active de l'auge, ou (ii) la propagation horizontale et verticale de fissures de coin de glace existantes.
GEOSCAN ID308216