Competition between grain growth and grain-size reduction in polar ice

• Published in: Journal of Glaciology
• Main Authors: Roessiger, J., Bons, P. D., Griera, A., Jessell, M. W., Evans, L., Montagnat, M., Kipfstuhl, S., Faria, S., Weikusat, I.
• Other Authors: Institut für Geowissenschaften Tübingen, Eberhard Karls Universität Tübingen = Eberhard Karls University of Tuebingen, Departament de Geologia, Universitat Autònoma de Barcelona = Autonomous University of Barcelona = Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-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 = Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research = Institut Alfred-Wegener pour la recherche polaire et marine (AWI), Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, Geowissenschaftliches Zentrum Göttingen (GZG), Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen, German Research Foundation (DFG) project BO-1776/7
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2011
• Subjects: [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology; ice core; Journal of Glaciology
• Online Access: https://insu.hal.science/insu-00647437; https://insu.hal.science/insu-00647437/document; https://insu.hal.science/insu-00647437/file/competition-between-grain-growth-and-grain-size-reduction-in-polar-ice.pdf; https://doi.org/10.3189/002214311798043690

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.