Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow

The article provides phenomenological and experimental arguments that ice sheet surface fluctuation in Antarctica is mediated by ice velocity and subglacial water flow. To understand this link we use temporal coherence to refer to the comparison between vertical profile and a shifted profile along t...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Ice and Snow
Main Authors: V. Kotlyakov M., L. Vasiliev N., A. Kachalin B., M. Moskalevsky Yu., A. Tyuflin S., В. Котляков М., Л. Васильев Н., А. Качалин Б., М. Москалевский Ю., А. Тюфлин С.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: IGRAS 2015
Subjects:
Antarctica;deformation;coherence;ice velocity;subsurface water flow
Антарктида;деформация;когерентность;подледниковые потоки воды;скорость движения льда
Antarctic
The Antarctic
Antarc*
Antarctic Science
Antarctica
Ice Sheet
The Cryosphere
Антарктида
Online Access:https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4-5-12
id ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/126
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Ice and Snow (E-Journal)
op_collection_id ftjias
language Russian
topic Antarctica;deformation;coherence;ice velocity;subsurface water flow
Антарктида;деформация;когерентность;подледниковые потоки воды;скорость движения льда
spellingShingle Antarctica;deformation;coherence;ice velocity;subsurface water flow
Антарктида;деформация;когерентность;подледниковые потоки воды;скорость движения льда
V. Kotlyakov M.
L. Vasiliev N.
A. Kachalin B.
M. Moskalevsky Yu.
A. Tyuflin S.
В. Котляков М.
Л. Васильев Н.
А. Качалин Б.
М. Москалевский Ю.
А. Тюфлин С.
Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
topic_facet Antarctica;deformation;coherence;ice velocity;subsurface water flow
Антарктида;деформация;когерентность;подледниковые потоки воды;скорость движения льда
description The article provides phenomenological and experimental arguments that ice sheet surface fluctuation in Antarctica is mediated by ice velocity and subglacial water flow. To understand this link we use temporal coherence to refer to the comparison between vertical profile and a shifted profile along the repeat ICESat track. A profile shift due to ice velocity is determined from cross-correlation between initial and shifted profiles. Ice velocity induced fluctuation in surface elevation and deformation of the vertical profile. The degree of coherence indicates a decrease in similarity of moving vertical profiles and their deformation. The water flow beneath the ice sheet and over the subglacial lakes generates irregular rise and fall of the surface. Observations in area of Dome A and its slope have revealed such behavior of surface, where the surface is placid and ice velocity is measly 2–5 m/y. Рассматриваются феноменологические и экспериментальные аргументы, подтверждающие, что колебания ледниковой поверхности Антарктиды связаны с движением льда и потоками подледниковой воды. Движение элементов ледниковых масс сопровождается их деформацией. При движении льда со скоростью 2–5 м/год колебания поверхности обусловлены потоками подледниковой воды, их подъёмами и сбросами в подледниковые озёра. По альтиметрическим измерениям со спутника ICESat, на основании когерентности вертикальных профилей движущейся поверхности определена связь скорости движения льда в интервале от четырёх месяцев с возникающими деформациями элементов сплошного ледового тела.
format Article in Journal/Newspaper
author V. Kotlyakov M.
L. Vasiliev N.
A. Kachalin B.
M. Moskalevsky Yu.
A. Tyuflin S.
В. Котляков М.
Л. Васильев Н.
А. Качалин Б.
М. Москалевский Ю.
А. Тюфлин С.
author_facet V. Kotlyakov M.
L. Vasiliev N.
A. Kachalin B.
M. Moskalevsky Yu.
A. Tyuflin S.
В. Котляков М.
Л. Васильев Н.
А. Качалин Б.
М. Москалевский Ю.
А. Тюфлин С.
author_sort V. Kotlyakov M.
title Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
title_short Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
title_full Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
title_fullStr Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
title_full_unstemmed Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
title_sort relationship of surface elevation changes of the antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow
publisher IGRAS
publishDate 2015
url https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4-5-12
geographic Antarctic
The Antarctic
geographic_facet Antarctic
The Antarctic
genre Antarc*
Antarctic
Antarctic Science
Antarctica
Ice Sheet
The Cryosphere
Антарктида
genre_facet Antarc*
Antarctic
Antarctic Science
Antarctica
Ice Sheet
The Cryosphere
Антарктида
op_source Ice and Snow; Том 53, № 4 (2013); 5-12
Лёд и Снег; Том 53, № 4 (2013); 5-12
2412-3765
2076-6734
10.15356/2076-6734-2013-4
op_relation https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126/61
Котляков В.М., Васильев Л.Н., Качалин А.Б., Москалевский М.Ю., Тюфлин А.С. Динамика поверхности над подледниковыми озёрами Антарктиды // Лёд и Снег. 2012. № 4 (120). С. 97–103.
Bell R.E. The role of subglacial water in ice sheet mass balance // Nature. 2008. Geoscience 1. P. 297–308.
Bell R.E., Studinger M., Shuman C.A., Fahestock M., Joughin I. Large subglacial lakes in East Antarctica at the onset of fast-flowing ice streams // Nature. 2007. V. 445. P. 904–907. February. doi:10,1038/nature05554
Bingham D.J., Siegert M.J., Shepherdt A., Muir A.S. Rapid discharge connects Antarctic subglacial lakes // Nature. 2006. V. 440. P. 1033–1036.
Carter S.P., Fricker H.A., Blankenship D.D., Johnson J.V., Lipcomb W.H., Price S.F., Young D.A. Modeling 5 years of subglacial lake activity in the MacAyeal Ice Stream (Ant arctica) catchment through assimilation of ICESat laser altimetry // Journ. of Glaciology. 2011. V. 57. № 206.
P. 1098–1112.
Fratwell P., Pritchard H.D., Vaughan D.G , Bamber J.L., Barrand N.E., Bell R., Bianchi C., Bingham R.G., Blankenship D.D., Casassa G., Callens D., Conway H., Cook A.J., Corr H.F., Damaske D., Damm V., Ferraccioli F., Forsberg R ., Fujita S., G im Y., G ogineni P., Griggs J.A., Hindmash R.C.A., Holmlund P., Holt J.W., Jacobel R.W., Jenkins A., Jokat W., Jordan T., King E.C., Kohler J., Riger-Kusk M., Langley K.A., Leitchenkov G., Lenschen C., Luyendyk B.P., Matsuoka K., Mouginot J., Nitsche F.O., Nogi Y., Nost O.A., Popov S.V., Rignot E., Rippin D.M., Rivera A., Roberts J., Ross N., Siegert M.J., S mith A .M., Steinhage D., St udinger M., S un B ., Tinto B.K., Welch B.C., Wilson D., Young D.A., Xiangbin C., Zirozzotti A. Bedmap2: improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica // The Cryosphere. 2013. № 7. P. 375–393.
Fricker H.A., Scambos T., Bindschadler R., Pakman L. An active subglacial water system in West Antarctica mapped form space // Science. 2007. V. 315. P. 1544–1548.
Fricker H.A., Scambos T. Connected subglacial lake activity on lower Mercer and Whillans ice streams, West Antarctica, 2003–2008 // Journ. of Glaciology. 2009. V. 55. № 190. P. 303–315.
Fricker H.A., Scambos T., Carter S., Davis C., Haran T., Joughin I. Synthesizing multiple remote-sensing techniques for subglacial hydrologic mapping: application to a lake system beneath MacAyeal ice Stream, West Antarctica // Journ. of Glaciology. 2010. V. 56. № 196. P. 187–198.
Gray L., Joughin I., Tulaczyk S., Spikes V.B, Bindshadler R., Jezek K. Evidence for subglacial water transport in the West Antarctic ice sheet through three dimensional satellite radar interferometry // Geophys. Research Let ters. 2005. V. 32. L03501. doi:10.1029/2004GL021387
Langley K.J., Kohler K., Matsuoka A., Sinisalo T., Scambos T., Neumann A., Muto J.-G., Winther P., Albert M. Recovery Lakes, East Antarctica: Radar assessment of subglacial water extent // Geophys. Research Letters. 2008. V. 38. L05501. doi:10.1029/2010GL046094
Rignot E., Mouginot J., Scheuchl B. Ice flow of the Antarctic ice sheet // Science. 2011. V. 333. P. 1427–1430.
Schroeder D.M., Blankenship D.D., Young D. Evidence for a water system transition beneath Thwaites Glacier, West Antarctica // PNAS Early Edition. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.13028228110
Siegert M.J., Carter S., Tabacco I., Popov S., Blamkenship D.D. A revised inventory of Antarctic subglacial lakes // Antarctic Science. 2005. V. 17. № 3. P. 453–460.
Siegert M.J., LeBrocq A., Payne A.J. Hydrological connections between Antarctic subglacial lakes, the flow of water beneath the East Antarctic Ice sheet and implications for sedimentary processes // Glacial Sedimentary Processes and Products. Special Publication / Eds. M.J. Hambrey et al.). 2007. № 39. Intern. Association of Sedimentologists. Malden, Massachusets. P. 3–10.
Smith B.E., Fricker H.A., Joughin I.R., Tulaczyk S. An inventory of active subglacial lakes in Antarctica detected by ICESat (2003–2008) // Journ. of Glaciology. 2009. V. 55. № 29. P. 573–595.
Stearns L.A., Smith B.E., Hamilton G.S. Increased flow speed on a large East Antarctic outlet glacier caused by subglacial floods // Nature. 2008. Geoscience. № 1. P. 827–831.
Tikku A., Bell R., Studinger M., Clarke G.K.C., Tabacco I., Ferracciolli F. Influx to subglacial lake Concordia, East Antarctica // Journ. of Glaciology. 2005. V. 51. № 172. P. 96–104.
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126
doi:10.15356/2076-6734-2013-4-5-12
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_rightsnorm CC-BY
op_doi https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4-5-12
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4
https://doi.org/10.1029/2004GL021387
https://doi.org/10.1029/2010GL046094
container_title Ice and Snow
container_volume 124
container_issue 4
container_start_page 5
_version_ 1766199392994328576
spelling ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/126 2023-05-15T13:44:15+02:00 Relationship of surface elevation changes of the Antarctic ice sheet with ice movement and subglacial water flow Связь изменений высот поверхности Антарктического ледникового покрова с движением льда и потоков подледниковой воды V. Kotlyakov M. L. Vasiliev N. A. Kachalin B. M. Moskalevsky Yu. A. Tyuflin S. В. Котляков М. Л. Васильев Н. А. Качалин Б. М. Москалевский Ю. А. Тюфлин С. 2015-04-06 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4-5-12 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126/61 Котляков В.М., Васильев Л.Н., Качалин А.Б., Москалевский М.Ю., Тюфлин А.С. Динамика поверхности над подледниковыми озёрами Антарктиды // Лёд и Снег. 2012. № 4 (120). С. 97–103. Bell R.E. The role of subglacial water in ice sheet mass balance // Nature. 2008. Geoscience 1. P. 297–308. Bell R.E., Studinger M., Shuman C.A., Fahestock M., Joughin I. Large subglacial lakes in East Antarctica at the onset of fast-flowing ice streams // Nature. 2007. V. 445. P. 904–907. February. doi:10,1038/nature05554 Bingham D.J., Siegert M.J., Shepherdt A., Muir A.S. Rapid discharge connects Antarctic subglacial lakes // Nature. 2006. V. 440. P. 1033–1036. Carter S.P., Fricker H.A., Blankenship D.D., Johnson J.V., Lipcomb W.H., Price S.F., Young D.A. Modeling 5 years of subglacial lake activity in the MacAyeal Ice Stream (Ant arctica) catchment through assimilation of ICESat laser altimetry // Journ. of Glaciology. 2011. V. 57. № 206. P. 1098–1112. Fratwell P., Pritchard H.D., Vaughan D.G , Bamber J.L., Barrand N.E., Bell R., Bianchi C., Bingham R.G., Blankenship D.D., Casassa G., Callens D., Conway H., Cook A.J., Corr H.F., Damaske D., Damm V., Ferraccioli F., Forsberg R ., Fujita S., G im Y., G ogineni P., Griggs J.A., Hindmash R.C.A., Holmlund P., Holt J.W., Jacobel R.W., Jenkins A., Jokat W., Jordan T., King E.C., Kohler J., Riger-Kusk M., Langley K.A., Leitchenkov G., Lenschen C., Luyendyk B.P., Matsuoka K., Mouginot J., Nitsche F.O., Nogi Y., Nost O.A., Popov S.V., Rignot E., Rippin D.M., Rivera A., Roberts J., Ross N., Siegert M.J., S mith A .M., Steinhage D., St udinger M., S un B ., Tinto B.K., Welch B.C., Wilson D., Young D.A., Xiangbin C., Zirozzotti A. Bedmap2: improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica // The Cryosphere. 2013. № 7. P. 375–393. Fricker H.A., Scambos T., Bindschadler R., Pakman L. An active subglacial water system in West Antarctica mapped form space // Science. 2007. V. 315. P. 1544–1548. Fricker H.A., Scambos T. Connected subglacial lake activity on lower Mercer and Whillans ice streams, West Antarctica, 2003–2008 // Journ. of Glaciology. 2009. V. 55. № 190. P. 303–315. Fricker H.A., Scambos T., Carter S., Davis C., Haran T., Joughin I. Synthesizing multiple remote-sensing techniques for subglacial hydrologic mapping: application to a lake system beneath MacAyeal ice Stream, West Antarctica // Journ. of Glaciology. 2010. V. 56. № 196. P. 187–198. Gray L., Joughin I., Tulaczyk S., Spikes V.B, Bindshadler R., Jezek K. Evidence for subglacial water transport in the West Antarctic ice sheet through three dimensional satellite radar interferometry // Geophys. Research Let ters. 2005. V. 32. L03501. doi:10.1029/2004GL021387 Langley K.J., Kohler K., Matsuoka A., Sinisalo T., Scambos T., Neumann A., Muto J.-G., Winther P., Albert M. Recovery Lakes, East Antarctica: Radar assessment of subglacial water extent // Geophys. Research Letters. 2008. V. 38. L05501. doi:10.1029/2010GL046094 Rignot E., Mouginot J., Scheuchl B. Ice flow of the Antarctic ice sheet // Science. 2011. V. 333. P. 1427–1430. Schroeder D.M., Blankenship D.D., Young D. Evidence for a water system transition beneath Thwaites Glacier, West Antarctica // PNAS Early Edition. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.13028228110 Siegert M.J., Carter S., Tabacco I., Popov S., Blamkenship D.D. A revised inventory of Antarctic subglacial lakes // Antarctic Science. 2005. V. 17. № 3. P. 453–460. Siegert M.J., LeBrocq A., Payne A.J. Hydrological connections between Antarctic subglacial lakes, the flow of water beneath the East Antarctic Ice sheet and implications for sedimentary processes // Glacial Sedimentary Processes and Products. Special Publication / Eds. M.J. Hambrey et al.). 2007. № 39. Intern. Association of Sedimentologists. Malden, Massachusets. P. 3–10. Smith B.E., Fricker H.A., Joughin I.R., Tulaczyk S. An inventory of active subglacial lakes in Antarctica detected by ICESat (2003–2008) // Journ. of Glaciology. 2009. V. 55. № 29. P. 573–595. Stearns L.A., Smith B.E., Hamilton G.S. Increased flow speed on a large East Antarctic outlet glacier caused by subglacial floods // Nature. 2008. Geoscience. № 1. P. 827–831. Tikku A., Bell R., Studinger M., Clarke G.K.C., Tabacco I., Ferracciolli F. Influx to subglacial lake Concordia, East Antarctica // Journ. of Glaciology. 2005. V. 51. № 172. P. 96–104. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/126 doi:10.15356/2076-6734-2013-4-5-12 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 53, № 4 (2013); 5-12 Лёд и Снег; Том 53, № 4 (2013); 5-12 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2013-4 Antarctica;deformation;coherence;ice velocity;subsurface water flow Антарктида;деформация;когерентность;подледниковые потоки воды;скорость движения льда info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2015 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4-5-12 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2013-4 https://doi.org/10.1029/2004GL021387 https://doi.org/10.1029/2010GL046094 2022-12-20T13:30:26Z The article provides phenomenological and experimental arguments that ice sheet surface fluctuation in Antarctica is mediated by ice velocity and subglacial water flow. To understand this link we use temporal coherence to refer to the comparison between vertical profile and a shifted profile along the repeat ICESat track. A profile shift due to ice velocity is determined from cross-correlation between initial and shifted profiles. Ice velocity induced fluctuation in surface elevation and deformation of the vertical profile. The degree of coherence indicates a decrease in similarity of moving vertical profiles and their deformation. The water flow beneath the ice sheet and over the subglacial lakes generates irregular rise and fall of the surface. Observations in area of Dome A and its slope have revealed such behavior of surface, where the surface is placid and ice velocity is measly 2–5 m/y. Рассматриваются феноменологические и экспериментальные аргументы, подтверждающие, что колебания ледниковой поверхности Антарктиды связаны с движением льда и потоками подледниковой воды. Движение элементов ледниковых масс сопровождается их деформацией. При движении льда со скоростью 2–5 м/год колебания поверхности обусловлены потоками подледниковой воды, их подъёмами и сбросами в подледниковые озёра. По альтиметрическим измерениям со спутника ICESat, на основании когерентности вертикальных профилей движущейся поверхности определена связь скорости движения льда в интервале от четырёх месяцев с возникающими деформациями элементов сплошного ледового тела. Article in Journal/Newspaper Antarc* Antarctic Antarctic Science Antarctica Ice Sheet The Cryosphere Антарктида Ice and Snow (E-Journal) Antarctic The Antarctic Ice and Snow 124 4 5

Similar Items