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A Study of Several Pressure Ridges and Ice Islands in the Canadian Beaufort Sea*

  • J. Hnatiuk (a1), A. Kovacs (a2) and M. Mellor (a2)

Abstract

The environmental conditions in the southern Beaufort Sea are described with special emphasis on pressure ridges and ice islands. Techniques for determining the geometric configurations and the physical and mechanical properties of sea-ice structures and ice islands are described. Profiles of pressure ridges were determined by surface surveys, drill-hole probes and side-looking sonar scanning. Multi-year pressure ridges with thicknesses up to 20 m and widths up to 120 m were examined in detail. The first-year ridge of 22 m thickness and 100 m width was studied. Results are given for several multi-year and the first-year ridges. Information obtained from dives under the ice is also given. Corresponding data are given for grounded ice islands with particular attention being given to contact between the ice and sea bed. A 20 m thick ice-island fragment grounded in 15 m of water was one of several investigated. Measurements of temperature, salinity, tensile strength, and compressive strength are given for ice taken from old pressure ridges and factors influencing the interpretation of test data were discussed. The data obtained in this study will be used in engineering design studies for offshore structures for drilling and production of hydrocarbons from the Beaufort Sea area. Exploratory drilling in shallow water has already been carried out and offshore drilling from drillships is scheduled to commence in the study area during the open water season of 1976.

Résumé

On décrit les conditions régnant dans le Sud de la Mer de Beaufort avec une attention spéciale sur les rides de pression et les îles de glace. On décrit les techniques employées pour déterminer la configuration géomètrique et les propriétés physiques et mécaniques des structures de glace de mer et des îles de glace. Les profils des rides de glace ont été déterminés par des expéditions de surface, des forages et des sondages du sonar. Des rides de pression datant de plusieurs années avec des épaisseurs atteignant 20 m et des largeurs de 120 m ont été examinées en détail. Une ride de première année de 22 m d'épaisseur et de 100 m de large a été également étudiée. Les résultats sont donnés pour plusieurs rides pluriannuelles et une ride de première année. On a également donné les informations recueillies à partir de plongées sous la glace. Les données correspondantes sont rapportées pour des îles de glace fondées sur le sol avec une attention particulière pour le contact entre la glace et le lit de la mer. Un fragment d’île de glace de 20 m d'épaisseur fondée au sol à travers 15 m d'eau fut l’une parmi plusieurs des cas examinés. Des mesures de température, de salinité de résistance à la traction et à la compression ont été faites pour de la glace prélevée dans de vieilles rides de pression el les facteurs influençant l'interprétation des mesures sont discutés. Les données recueillies dans celte élude seront utilisées dans les études de conception de génie civil pour les structures de forage en mer et de production d'hydrocarbures à partir de la zone de la Mer de Beaufort. Des forages exploratoires dans une eau peu profonde ont déjà été réalisés el un forage au large à partir de navire est programmé pour commencer l'élude de cette zone durant la saison d'eaux libres en 1976.

Zusammenfassung

Die Umweltbedingungen in der südlichen Beaufort-See werden besonders in Hinblick auf Pressrücken und Eisinseln beschrieben. Verfahren zur Bestimmung der geometrischen Konfigurationen und der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Meereis-Strukturen und Eisinseln werden aufgezeigt. Profile von Pressriickcn ergaben sich aus Vermessungen an der Oberfläche, aus Bohrlochproben und aus Abtastungen mit Seitwärts-Sonar. Die Untersuchungen gallen im Detail mehrjährigen Pressrücken mit Dicken bis zu 20 m und Breiten bis 120 m. Ein cinjähriger Rücken von 22 m Dicke und 100 m Breite wurde studiert. Die Ergebnisse beschreiben mehrere ältere und die einjähriger Rücken. Desgleichen finden sich Ergebnisse von Tauchunternehmungen unter dem Eis. Entsprechende Daten beziehen sich auf gestrandete Eisinseln mit besonderer Berücksichtigung der Kontaktstellen zwischen Eis und Meeresboden. Das Fragment einer Eisinsel von 20 m Dicke, gestrandet in 15 m tiefem Wasser, gehörte zu den untersuchten Objekten. Messungen der Temperatur, des Salzgehaltes, der Zug- und Druckfestigkeit von Eis aus alten Pressrücken werden aufgeführt und die für die Interpretation der Versuchsdaten bedeutsamen Faktoren diskutiert. Die in dieser Studie gewonnenen Daten werden bei ingenieurtechnischen Entwürfen für Bohr- und Pumpinseln zur Erdölgewinnung im Gebiet der Beaufort-Sec herangezogen. Versurhsbohrungen in flachem Wasser wurden bereits niedergebracht; küstenferne Bohrungen von Bohrschiffen aus sollen im Untersuchungs-gebiet während der Sommersaison 1976 beginnen.

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This paper was presented at the Symposium on Applied Glaciology, Cambridge, September 1976, and discussion on it can be found in Journal of Glaciology, Vol. 19, No. 81 , 1977, p. 667.

Footnotes

References

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Kovacs, A. 1972. On pressured sea ice. (In Karlsson, T., ed. Sea ice. Proceedings of an international conference. … Reykjavík, Iceland, May 10−13, 1971. Reykjavík, National Research Council, p. 276-95.)
Kovacs, A., and Mellor, M. 1971. Investigations of ice islands in Babbage Bight. Hanover, N.H., Creare Inc. (Technical Note N-118.)
Kovacs, A., and others. 1973. Structure of a multi-year pressure ridge, [by] Kovacs, A. Weeks, W. F. Ackley, S. and Hibler, W. D. III. Arctic, Vol. 26, No. 1, p. 2231.

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