Competition between grain growth and grain-size reduction in polar ice
International audience Static (or 'normal') grain growth, i.e. grain boundary migration driven solely by grain boundary energy, is considered to be an important process in polar ice. Many ice-core studies report a continual increase in average grain size with depth in the upper hundreds of...
Published in: | Journal of Glaciology |
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HAL CCSD
2011
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[SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology |
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[SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology Roessiger, J. Bons, P. D. Griera, A. Jessell, M. W. Evans, L. Montagnat, M. Kipfstuhl, S. Faria, S. Weikusat, I. Competition between grain growth and grain-size reduction in polar ice |
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[SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology |
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International audience Static (or 'normal') grain growth, i.e. grain boundary migration driven solely by grain boundary energy, is considered to be an important process in polar ice. Many ice-core studies report a continual increase in average grain size with depth in the upper hundreds of metres of ice sheets, while at deeper levels grain size appears to reach a steady state as a consequence of a balance between grain growth and grain-size reduction by dynamic recrystallization. The growth factor k in the normal grain growth law is important for any process where grain growth plays a role, and it is normally assumed to be a temperature-dependent material property. Here we show, using numerical simulations with the program Elle, that the factor k also incorporates the effect of the microstructure on grain growth. For example, a change in grain-size distribution from normal to log-normal in a thin section is found to correspond to an increase in k by a factor of 3.5. |
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Institut für Geowissenschaften Tübingen Eberhard Karls Universität Tübingen = Eberhard Karls University of Tuebingen Departament de Geologia Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG) Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Australian Crustal Research Centre, School of Geosciences, Monash University Monash University Clayton EDGe Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) Geowissenschaftliches Zentrum Göttingen (GZG) Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen German Research Foundation (DFG) project BO-1776/7 |
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Roessiger, J. Bons, P. D. Griera, A. Jessell, M. W. Evans, L. Montagnat, M. Kipfstuhl, S. Faria, S. Weikusat, I. |
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ftunivnantes:oai:HAL:insu-00647437v1 2023-05-15T16:39:08+02:00 Competition between grain growth and grain-size reduction in polar ice Roessiger, J. Bons, P. D. Griera, A. Jessell, M. W. Evans, L. Montagnat, M. Kipfstuhl, S. Faria, S. Weikusat, I. Institut für Geowissenschaften Tübingen Eberhard Karls Universität Tübingen = Eberhard Karls University of Tuebingen Departament de Geologia Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG) Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Australian Crustal Research Centre, School of Geosciences, Monash University Monash University Clayton EDGe Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE) Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) Geowissenschaftliches Zentrum Göttingen (GZG) Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen German Research Foundation (DFG) project BO-1776/7 2011-10-01 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437/document https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437/file/competition-between-grain-growth-and-grain-size-reduction-in-polar-ice.pdf https://doi.org/10.3189/002214311798043690 en eng HAL CCSD International Glaciological Society info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.3189/002214311798043690 insu-00647437 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437 https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437/document https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437/file/competition-between-grain-growth-and-grain-size-reduction-in-polar-ice.pdf doi:10.3189/002214311798043690 http://creativecommons.org/licenses/by/ info:eu-repo/semantics/OpenAccess ISSN: 0022-1430 EISSN: 1727-5652 Journal of Glaciology https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00647437 Journal of Glaciology, 2011, 57 (205), pp.942-948. ⟨10.3189/002214311798043690⟩ [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology info:eu-repo/semantics/article Journal articles 2011 ftunivnantes https://doi.org/10.3189/002214311798043690 2023-03-01T02:05:47Z International audience Static (or 'normal') grain growth, i.e. grain boundary migration driven solely by grain boundary energy, is considered to be an important process in polar ice. Many ice-core studies report a continual increase in average grain size with depth in the upper hundreds of metres of ice sheets, while at deeper levels grain size appears to reach a steady state as a consequence of a balance between grain growth and grain-size reduction by dynamic recrystallization. The growth factor k in the normal grain growth law is important for any process where grain growth plays a role, and it is normally assumed to be a temperature-dependent material property. Here we show, using numerical simulations with the program Elle, that the factor k also incorporates the effect of the microstructure on grain growth. For example, a change in grain-size distribution from normal to log-normal in a thin section is found to correspond to an increase in k by a factor of 3.5. Article in Journal/Newspaper ice core Journal of Glaciology Université de Nantes: HAL-UNIV-NANTES Journal of Glaciology 57 205 942 948 |