The Uplift of Unteraargletscher at the Beginning of the Melt Season—A Consequence of Water Storage at the Bed?

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Abstract
Results of systematic movement studies carried out by means of an automatic camera on Unteraargletscher since 1969 are discussed together with supplementary theodolite measurements made at shorter intervals and over a longer section of the glacier. In addition to the typical spring/early summer maximum of velocity known from other glaciers, an upward movement of up to 0.6 m has been recorded at the beginning of the melt season. It was followed, after a few fluctuations of the vertical velocity, by an equal but slower downward movement which continued at an almost constant rate for about three months. Possible explanations of the uplift are discussed, the most satisfactory explanation being water storage at the bed. The observations then suggest that this storage system is efficiently connected with the main subglacial drainage channels only during times of very high water pressure in the channels. Detailed measurements showed that the times of maximum horizontal velocity coincided with the times of maximum upward velocity rather than with the times when the elevation of the surveyed poles had reached a maximum. On the basis of the hypothesis of water storage at the bed this finding means that the sliding velocity is influenced mainly by the subglacial water pressure and the actual, transient stage of cavity development, while the amount of stored water is of lesser influence. Résumé Les mouvements de l’Unteraargletscher sont enregistrés systématiquement depuis 1969 à l’aide d’une caméra automatique. Les valeurs de ces mouvements, complétées par des mesures au théodolite qui sont faites sur des intervalles de temps plus courts et sur de plus grandes surfaces, sont analysées. En plus du maximum de vitesse, typique à la fin du printemps et connu sur d’autres glaciers, un mouvement ascendant pouvant atteindre 0,6 m a été enregistré au début de la fonte. Il a été suivi, après quelques fluctuations de la vitesse verticale, par un mouvement descendant égal, beaucoup plus lent, avec un gradient constant pendant environ trois mois. Les explications plausibles de ce mouvement sont discutées, la plus satisfaisante étant une accumulation d’eau sur le lit glaciaire. Les observations laissent supposer que le système d’accumulation possède seulement lors de hautes pressions d’eau une bonne liaison avec les canaux importants du réseau subglacial d’écoulement. Des mesures détaillées montrent que le moment de la vitesse horizontale maximum du glacier coïncide avec celui de la vitesse verticale maximum et non avec l’élevation maximum du glacier. Ces résultats signifient, sous l’hypothèse de l’accumulation d’eau sur le lit glaciaire, que le glissement est principalement influencé par la pression d’eau subglaciale et par l’état momentané de formation de cavernes plutôt que par la quantité d’eau accumulée. Zusammenfassung Am Unteraargletscher werden seit 1969 systematische Bewegungsmessungen mit einer automatischen Kamera durchgeführt. Ergebnisse dieser Messungen werden zusammen mit ergänzenden Theodolitmessungen, welche in kürzeren Zeitabständen und in einem grösseren Gebiet des Gletschers durchgeführt wurden, analysiert. Während der Schneeschmelze wurde neben dem typischen Geschwindigkeitsmaximum, das auch von anderen Gletschern bekannt ist, eine Aufwärtsbewegung bis zu 0,6 m beobachtet. Dieser Aufwärtsbewegung folgte—nach einigen Auf- und Abbewegungen—eine gleichgrosse, aber langsame kontinuierliche Abwärtsbewegung, die etwa drei Monate andauerte. Mögliche Erklärungen der Hebung werden diskutiert; die befriedigendste ist Wasserspeicherung am Gletscherbett. Die Beobachtungen lassen vermuten, dass das Speichersystem nur während Zeiten sehr hohen Wasserdruckes eine gut funktionierende Verbindung zu den grösseren Kanälen des subglazialen Abflusssystems besitzt. Detaillierte Messungen zeigten, dass der Zeitpunkt der maximalen Horizontalgeschwindigkeit des Gletschers mit dem der maximalen Vertikalgeschwindigkeit übereinstimmte und nicht mit dem Zeitpunkt, zu welchem die Messmarken im Gletscher die grösste (Meeres)höhe erreicht hatten. Unter der Annahme von Wasserspeicherung am Gletscherbett bedeutet dieses Ergebnis. dass die Gleitbewegung des Gletschers durch den subglazialen Wasserdruck und den jeweiligen Entwicklungszustand der Hohlräume an der Gletschersohle beeinflusst wird. während die Menge des gespeicherten Wassers von geringerer Bedeutung ist.