No description available.

This thesis examines the role of rock avalanches in tectonically active terrains including the effects of the deposits on glacier behaviour and their contribution to moraine formation. The chronologies of mountain glacier fluctuations, based on moraine ages, are widely used to infer regional climate change and are often correlated globally. In actively uplifting mountain ranges rock avalanches that travel onto the ablation zone of a glacier can reduce ice-surface melting by insulating the ice. This can cause buried ice to thicken due to slower ablation and can significantly alter the overall glacier mass balance. This glacier response to supraglacial rock avalanche deposits can confound apparent climatic signals extracted from moraine chronologies. This thesis investigates the processes through which rock avalanche deposits may affect glaciers and develops a new technique to identify the presence of rock avalanche debris in glacial moraines. From laboratory experiments on the effects of debris on ice ablation it is demonstrated that the rate of underlying ice ablation is controlled by diurnal cyclicity and is amplified at high altitude and in lower latitudes. The relatively low permeability of rock avalanche sediment in comparison with non-rock avalanche supraglacial debris cover contributes to the suppression of ablation, at least partly because it greatly reduces the advection of heat from rain water to the underlying ice. The laboratory findings are supplemented by field investigations of two recent rock avalanche deposits on glaciers in the Southern Alps of New Zealand. This work demonstrates that the rock avalanche deposits are very thick (10 m at Aoraki/Mt. Cook and 7m at Mt. Beatrice) and almost stopped the ablation of the overlying ice. This resulted in the formation of an ice-platform more than 30 m high. This led to a reduction of the existing negative mass balance of the affected Tasman and Hooker Glaciers. There was little noticeable alteration of the overall glacial regime due to the small scale of the debris covered area (4 and 1% of the ablation zones for the Tasman and Hooker Glaciers, respectively) but there is a significant contribution to supraglacial debris, which is passively transported toward the terminus. A conceptual model of the response of mountain valley glaciers to emplacement of extensive rock avalanche debris on the ablation zone has been proposed for the effect of this type of debris on terminal moraine formation based on enhanced ‘dumping’ of supraglacial sediments. A new technique has been developed to distinguish rock-avalanche-derived sediment from sediment of glacial origin, based on the sedimentary characteristics of the finest fraction. Examination of rock avalanche sediment under the Scanning Electron Microscope showed that finer particles tend to form strong clumps, which comprise many smaller (down to nanometre-scale) clasts, named here ‘agglomerates’. These agglomerates are present in the fine fraction of all examined rock avalanche deposits and absent in known non-rock-avalanche-derived glacial sediments. The agglomerates are characteristics of sediment produced under the high-stress conditions of rock avalanche emplacement and contrast with lower-stress process sub- and en-glacial environments. It is demonstrated that these agglomerates are present in some moraines in the Southern Alps of New Zealand that have been attributed to climate fluctuation. Consequently, this technique has the potential to resolve long-standing arguments about the role of rock avalanches in moraine formation, and to enhance the use of moraines in palaeoclimatological studies.

The bedrock under Griesgletscher is formed in a bowled-shaped cavity, an overdeepening. This is known to affect the flow of ice and subglacial water by causing inefficient drainage through the overdeepening. This report aims to, from field data, investigate what further consequences overdeepenings might have for subglacial drainage mechanisms and seasonal evolution. A field campaign was performed at Griesgletscher, Switzerland, during the summer 2017. Turbidity, discharge and electrical conductivity were monitored in a proglacial stream throughout the ablation season. 115 water samples were collected for calibration of the turbidity measurements and the relationship between the concentration of suspended sediments in the meltwater and the magnitude of discharge was investigated through simple and multiple linear regression. In addition, ten tracer experiments were conducted by injecting dye in moulins on the glacier tongue, and measuring the fluorescence of the water in the proglacial streams. The results obtained during the field campaign suggest that the main part of the overdeepened area at Griesgletscher is drained via a lateral channel passing around the overdeepening and that subglacial water from the overdeepening is drained at times of high discharge. The driving force for drainage of subglacial water from the overdeepening is suggested to be the gradient created from rising water pressure in the ice above the overdeepening. Results further suggest that subglacial drainage at a part of the adverse slope is inefficient and remains inefficient throughout the ablation season. This differs from the seasonal evolution normally seen at nonoverdeepened glaciers, in which an efficient, channelized system evolves during the course of the season. / Formen på berggrunden under en glaciär är avgörande för flödet av smältvatten och is. Det är vanligt att berggrunden under en glaciär utgör en skålformad fördjupning kallad överfördjupning. Det är sedan tidigare känt att flödet genom överfördjupningar är begränsat och forskning tyder på att smältvatten tenderar att välja kanaler över eller runt överfördjupningen i de fall då sådana finns tillgängliga. Många frågor kvarstår dock gällande vilken betydelse överfördjupningar har för det subglaciala dräneringssystemet och dess säsongsutveckling och antalet fältstudier som berör ämnet är få. Den här rapporten syftar till att, från fältdata, tillföra kunskap om överfördjupningars inverkan på subglacial dränering. Under sommaren 2017 utfördes en fältstudie på Griesgletscher, en överfördjupad glaciär belägen i de Schweiziska alperna. Turbiditet, elektrisk konduktivitet och flöde mättes i en av de proglaciära smältbäckarna. 115 vattenprover samlades in för bestämning av koncentrationen suspenderade sediment och användes för att omvandla mätningar av turbiditet till koncentration av suspenderade sediment. Relationen mellan transport av suspenderade sediment och flöde kunde sedan undersökas genom enkel och multipel linjär regression. I tillägg utfördes tio försök då ett fluorescerande spårämne injicerades i en moulin på glaciärtungan och fluorescensen mättes i smältbäckarna som avrinner från Griesgletscher. Utifrån resultaten kunde Griesgletschers dräneringssystem och dess utveckling kartläggas. De resultat som uppnåtts under fältstudien tyder på att det överfördjupade området av Griesgletscher i huvudsak dräneras via en sidokanal som passerar runt överfördjupningen samt att subglacialt vatten från överfördjupningen främst dräneras vid högt flöde. Drivkraften för dränering av subglacialt vattnet från överfördjupningen föreslås vara den gradient som skapas vid hög avrinning, då vattentrycket i isen ovanför överfördjupningen stiger. Resultatet från de regressionsanalyser som utförts visade sig vara representativt enbart för en del av det överfördjupade området. Tolkningar av resultaten tyder på att det subglaciala dräneringssystemet i detta område var ineffektivt att evakuera smältvatten och förblev ineffektivt under hela smältsäsongen. Detta skiljer sig från den säsongsmässiga utvecklingen som normalt kan ses på glaciärer utan överfördjupning, där ett effektivt kanaliserat dräneringssystem utvecklas under sommaren. Slutligen kunde graden av flöde fastställas som den viktigaste drivvariabeln för koncentrationen av suspenderade sediment i smältvattnet tillsammans med förändringen av flöde, tidigare koncentration av suspenderade sediment och nederbörd.