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UC Berkeley

Seit mehr als einem Jahrhundert suchen Geomorphologen nach einer mechanistischen Erklärung für die Bildung von alpinen Zirken, den theaterförmigen Becken an den Tälern und in die Flanken von Bergen wie dem Matterhorn. Es versteht sich, dass Gletscher in Zirken ihre Betten durchkämmen und ihre Oberwände durchfeuchten, aber Beweise, um Modelle einzuschränken, waren schwer zu finden. Hier präsentiere ich Feldmessungen und numerische Analysen eines kleinen alpinen Cirque-Gletschers, die unser Verständnis der Bildung von Cirques verbessern. 1 km lang und 1 km breit, mit einer maximalen Tiefe von ~ 185 m. Der Gletscher und die umliegenden Cirque-Wände ähneln einem Lehnsessel mit steilen Kopf- und Zehenabschnitten, die durch eine flachere zentrale Fläche verbunden sind. Ich zeige, dass die vorherrschende Ansicht von Cirque Glaciers – bei denen sich die Eismasse starr über einem bogenförmigen Bett dreht – nicht anwendbar ist. Stattdessen verhält sich der Gletscher ähnlich wie größere gemäßigte Gletschersysteme mit Basalspannungen, die überall in Richtung 105 Pa tendieren. Die Aufteilung zwischen innerer Verformung und basalem Gleiten ist eine Funktion der räumlichen Variation des Eisflusses und der Beckengeometrie. Die basalen Gleitraten sind unterhalb des Gletscherzentrums im tiefsten Teil der Cirque Bowl minimal. Entlang des Nordrandes und oberhalb der Stossseite des Riegels macht das basale Gleiten jedoch mehr als 50% der Oberflächengeschwindigkeit aus. Die ‚klassische‘ Zirkusform am Helmberg wird durch Erosion des Gletscherbettes und Transport von losem Schutt von der Kopfwand durch den Gletscher erhalten. Mit einem Sedimentbudgetansatz, Wir zeigen das in den letzten Jahrhunderten, Der Cirque hat sich mit ungefähr äquivalenten Raten in der Größenordnung verlängert und vertieft 1 mm / Jahr. Im Jahr 2007 haben wir am Beckenausgang einen proglazialen Sedimentfluss zwischen 70 und 1840 Tonnen pro Jahr gemessen, von denen ein Drittel den Cirque in einem Zeitraum von zwei Tagen zu Beginn der Schmelzsaison verließ. Unter Verwendung einer Kombination aus Fernerkundungs- und Vor-Ort-Messungen schätze ich, dass der subaeriale Headward-Rückzug der Headwall bei ~ 1,3 mm / Jahr (0,2 – 5 mm / Jahr) auftrat. Ich schlage vor, dass die für die Vorwand charakteristischen steilen Grundgestein-hänge, die Steinschlag und Schneelawinen begünstigen, aus der Untergrabung durch Felsbruch und Gletscherrupfen im Bergschrund resultieren. Eine Reihe von Umweltmessungen, die seit fast zwei Jahren im Bergschrund durchgeführt werden, zeigen, dass Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und nicht tägliche Schwankungen über und unter Null die Norm sind. Ich verwende meine Temperaturmessungen, gekoppelt mit einer numerischen Beschreibung des Gesteinsbruchs durch Eissegregation, um zu zeigen, dass der Bergschrund eine günstige Umgebung für das Zerbrechen von Gestein ist. Nur innerhalb des Bergschrunds können periglaziale Verwitterung und Gletschermitnahme die Kopfwand untergraben und damit eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung des Zirkus spielen.

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