A Method of Determining the Strain-Rate Tensor at the Surface of a Glacier

Open Access
Publisher Website
Google Scholar
Abstract
The rate of strain tensor at a point on the surface of a glacier may be determined by setting up a number of stakes in a pattern and measuring the rate of change of the distances between them. A suitable pattern consists of four stakes at the corners of a square with one stake at the center. Five such patterns were used on Austerdalsbreen, Norway, in August 1956. The problem is to deduce the best values of the 3 independent components of the strain-rate tensor from the 8 measured quantities, and, for this purpose, a least-squares method, invented by Bond for the analogous problem in crystal physics, is used. The principal strain-rates are found to within about ±0.005 yr.−1 and their directions relative to the stake system to within about ±0.5°. The directions and magnitudes of the principal stresses are then deduced from Glen’s flow law and a suitable general theory. The directions of the principal strain-rates are in good agreement with the directions of the crevasses, but the experiment is inconclusive on the question of the magnitude of the stress needed to form a crevasse. Zusammenfassung Der Tensor der Deformationsgeschwindigkeit an einem Punkt auf der Gletscheroberfläche kann bestimmt werden, indem man Stöcke in regelmässiger Anordnung auf dem Gletscher befestigt und die Änderung der Distanzen zwischen ihnen misst. Eine geeignete Anordnung besteht aus 4 Stöcken an den Ecken eines Quadrats mit einem Stock in der Mitte. Fünf solche Anordnungen wurden im August 1956 auf dem Austerdalsbre in Norwegen aufgestellt. Das Problem besteht nun darin sus 8 Messwerten die besten Werte für die 3 unabhängigen Komponenten des Deformationsgeschwindigkeits-Tensors abzuleiten. Für diesen Zweck wurde eine Methode der kleinsten Quadrate verwendet, die von Bond für ein analoges Problem in der Kristallphysik erfunden wurde. Die Hauptgeschwindigkeiten wurden innerhalb einer Fehlergrenze von ±0,005 Jahre−1 bestimmt und ihre Richtungen in Bezug auf das Stocksystem innerhalb ±0,5°. Die Richtungen und Grössen der Hauptspannungen wurden dann aus Glen’s Fliessgesetz und einer entsprechenden allgemeinen Theorie abgeleitet. Die Hauptdeformationsrichtungen stimmen mit den Richtungen der Gletscherspalten gut überein, aber das Experiment lässt die Frage der zur Spaltenbildung nötigen Zugspannung offen.

This publication has 7 references indexed in Scilit: