MICROSCOPIC OBSERVATIONS OF THE AIR HYDRATE-BUBBLE. TRANSFORMATION PROCESS IN GLACIER ICE

Résumé
Des examens microscopiques des inclusions d'hydrates d'air ont été faits sur des échantillons provenant de forages profonds a Dye-3 et Camp-Century, Groënland et Byrd Station en Antarctique. Les plus faibles profondeurs pour lesquelles les hydrates d'air sont observés à Dye-3 Camp Century et Byrd Station correspondent respectivement à 1092 m, 1099 m et 727 m. Pour les forages à Dye-3 et Camp Century, les profondeurs observées pour l'apparition des hydrates d'air sont en accord avec les calculs de Miller (1). Pour le forage à Byrd Station cette apparition a lieu environ 100 m moins profond que prévu par les calculs de Miller. Cette différence apparente peut être attribuée au flux ascendant de glace qui provient d'environ 5 km en amont de Byrd Station. Les observations de joints de grains et de phase et les expériences de déformation révèlent que l'énergie de joint de phases est supérieure à celle de joint de grains et que le processus de transformation de l'hydrate d'air en bulle est clairement lié à un mécanisme de nucléation induite par déformation. Ces résultats suggèrent que le processus de transformation hydrate d'air/bulle est étroitement contrôlé par un processus de restauration se produisant à la fois in situ et postérieurement à l'extraction.

Abstract
Microscopie examinations for air hydrate inclusions were made on specimens of the Dye-3 and Camp Century, Greenland and Byrd Station, Antarctica deep ice cores. The shallowest depths at which air hydrates are observed in the Dye-3, Camp Century and Byrd Station cores are at 1092 m, 1099 m and 727 m depths respectively. For the Dye-3 and Camp Century cores, the observed depths for air hydrate appearance agree with Miller's calculation [1]. For the Byrd Station core, the observed depth for the appearance is about 100 m shallower than the calculation result by Miller. This apparent difference at Byrd Station may be attributed to the general upward ice flow trajectory which begins about 5 km upstream from the Byrd Station location. The phase/grain boundary observations and deformation experiments revealed that phase boundary energy is much higher than grain boundary energy and that the transformation process from air hydrate to bubble is clearly related to the strain-induced nucleation process. These findings suggest that the air hydrate/bubble transformation process is strongly controlled by both in situ and post ice core recovery nucleation activation process.