r. Mette Kusk-Gillespie partage l'histoire d'un voyage sur le terrain en Antarctique où elle a aidé à collecter les données du radar à pénétration de sol pulseEKKO® à fréquence centrale 25 MHz sur les glaciers et les calottes glaciaires jusqu'à des profondeurs étonnantes de 850 et 1125 mètres.
Sensors & Software adore partager les témoignages de clients dans notre newsletter ! Les détails et descriptions sont ceux de l'auteur et Sensors & Software n'a effectué aucune modification à l'exception d'erreurs typographiques. Si vous avez un sujet d'intérêt GPR à partager, veuillez Nous contacter et soumettez vos suggestions.
Bien que je sois maintenant un géophysicien plus aguerri, les données que j'ai aidé à collecter en 2008 lors de mes études de doctorat à l'Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande occupent toujours une place honorifique dans mon bureau de l'Université des sciences appliquées de la Norvège occidentale. Cela me rappelle trois semaines passées sur les magnifiques glaciers Darwin et Hatherton en Antarctique (Figure 1) avec un capteur et un logiciel de 25 MHz pulseEKKO® Système GPR (Figure 2), en visualisant les couches internes de la neige, du névé et de la glace, et en cartographiant les lits profonds des glaciers.
L'un des premiers profils GPR que nous avons collectés lors de nos travaux sur le terrain en Antarctique de 2008 est la ligne de 4500 3 mètres de long illustrée à la figure 25. Le profil traverse le glacier Touchdown et illustre bien le haut degré de détail qui peut être atteint par une configuration d'antenne de XNUMX MHz. . Les fortes réflexions de la couche interne peu profonde dans les glaciers recouverts de neige et de névé sont principalement liées aux différences de densité causées par les conditions atmosphériques changeantes lors des événements de précipitation. Au-dessous d'une certaine profondeur, le névé se comprime pour former de la glace avec une densité à peu près constante, et les réflexions des couches internes sont plutôt largement liées aux couches de poussière volcanique déposées à l'origine à la surface du glacier. Le long du profil du glacier Touchdown, la surface passe des conditions enneigées à la glace bleue exposée à la toute fin du profil. Le profil nous emmène donc d'une région où la neige annuelle se dépose et se comprime pour former du névé et éventuellement de la glace, à une région où la neige et la glace sont enlevées de la surface par de forts vents catabatiques. Ce changement est clairement observé dans les données où les couches internes proches de la surface sont absentes ou plus faibles, près de la fin du profil (Figure 3a), tandis que la diminution générale à travers le glacier de l'accumulation annuelle de neige entraîne le pendage des couches proches de la surface vers le début du profil (Figure 3b). En profondeur, les réflexions des couches sont largement absentes et la glace semble sans réflexion. Hyperboles de diffraction multiples au sein du glacier au tout début du profil (Figure 3b) peut s'expliquer par la présence de débris de chutes de pierres enfouies provenant des montagnes voisines.
Bien que nous n'ayons pas observé cela dans l'affichage DVL lors de la collecte de données, le profil entièrement traité montre que le glacier Touchdown est à plus de 850 m de profondeur dans les parties centrales du radargramme (Figure 3a). L'absence apparente de réflexions basales en dessous de 400 m de glace lors de la collecte de données a conduit à mon interaction la plus mémorable avec n'importe quel service client, et j'en ai eu beaucoup ! Vous avez rarement une seconde chance de collecter des données en Antarctique, et nous voulions nous assurer que le cliquetis important des antennes lors de la conduite pendant de longues périodes sur de la glace bleue n'affectait pas la collecte de données. J'ai donc contacté Sensors & Software via une mauvaise connexion téléphonique par satellite et je me suis mis à leur expliquer la situation. Après avoir reçu l'ordre d'envoyer le GPR au distributeur le plus proche pour un contrôle, j'ai pris contact avec un technicien extrêmement débrouillard. Suivant ses conseils, toutes les connexions d'antenne ont été nettoyées et améliorées avec succès à l'aide d'un ensemble d'outils composé de whisky, de bâtonnets de coton, d'emballages en papier chocolat et de ruban adhésif en argent !
C'est peut-être grâce à ces améliorations que nous avons réussi à pénétrer jusqu'à une épaisseur de glace étonnante de 1125 m lors d'un de nos derniers jours sur le terrain. C'est le profil qui est accroché à la porte de mon bureau, et il a été collecté en remontant le glacier d'où la glace se jette dans la plate-forme flottante de Ross. (Figure 4). C'est un profil fascinant qui représente l'état basal des zones de mise à la terre à un niveau de détail extraordinaire. Le contraste diélectrique entre la glace et l'eau salée permet une très forte réflexion basale au début du profil, et la base de glace flottante est caractérisée par des marches quasi horizontales lisses qui augmentent en profondeur vers la ligne de mise à la terre. Près de la ligne d'échouage, l'abondance accrue d'hyperboles de diffraction illustre la présence de crevasses basales lorsque la glace fléchit en réponse aux changements de marée. La réflexion de la base de la glace est finalement obscurcie par les hyperboles pour réapparaître à la fin du profil sous la forme d'une faible réflexion à environ 1125 m sous la surface du glacier. À cet endroit, nous pensons que le glacier est ancré et repose sur le substrat rocheux.
L'augmentation de la fonte basale due aux eaux océaniques relativement chaudes et un élargissement en aval de la forme de la vallée expliquent le changement spectaculaire de l'épaisseur de la glace de 250 m qui se produit dans la région obscurcie par les hyperboles de diffraction. Plus près de la surface du glacier, le radargramme est caractérisé par des réflexions de couches internes ondulées et de grandes zones en forme de cône de haute réflectivité s'étendant de la surface du glacier à une profondeur apparente allant jusqu'à 400 m. Ces zones sont liées à la réverbération du signal GPR dans les étangs d'eau souterraine peu profonds qui se développent parfois dans les zones de glace bleue. Nous avons eu la malchance de le vérifier, car l'un des scooters des neiges a percé la couche de glace en surface. Cela semble plus dramatique qu'il ne l'était, et en tant que géophysicien, j'apprécie grandement l'effort, bien que non intentionnel, de compléter les ensembles de données GPR avec des observations directes !
Je garde un très bon souvenir de ce travail de terrain en Antarctique car je passe maintenant le plus clair de mon temps à travailler sur des glaciers norvégiens tout aussi beaux mais "chauds", où la diffusion du signal GPR par les masses d'eau internes limite considérablement le niveau de détail et la pénétration du GPR. profondeur. Par exemple, lors d'un récent voyage sur le terrain au glacier Jostedalsbreen, la configuration du GPR à 25 MHz nous a donné une profondeur de pénétration généralement bien inférieure à 200 m. Bien que le GPR reste la méthode préférée pour cartographier les glaciers chauds, les données présentées ici indiquent clairement que les glaciers froids sont vraiment le support idéal pour les relevés GPR.
Pour plus d'informations sur l'enquête et les résultats, consultez la publication suivante :
Gillespie MK, Lawson W., Rack W., Anderson B., Blankenship DD, Young DA et Holt JW (2017), Géométrie et dynamique des glaces du système glaciaire Darwin-Hatherton, Transantarctic Mountains, Journal of Glaciology, 63, 959- 972.
Vous pouvez également contacter l'auteur par email : mette.kusk.gillespie@hvl.no
