Dynamics and glacial history of the Drangajökull ice cap, Northwest Iceland

Abstract

This thesis describes the glacial history, glacier dynamics, sediments and landforms of the Drangajökull ice cap as well as the glacial history and dynamics of the eastern Vestfirðir peninsula in northwest Iceland from the Late Weichselian until present. The aim was to reconstruct and improve the present understanding of the glacial history, surge history and dynamics of the Drangajökull ice cap. The results reveal a topographically controlled ice sheet which more and less covered the Vestfirðir peninsula during the last glaciation. Cold-based non-erosive sectors of the ice sheet covered most of the mountains while fjords and valleys were occupied by dynamical, warm-based ice. Ice thinning and deglaciation started over the mountain plateaux ca. 26 ka BP; the deglaciation was stepwise and asynchronous, uplands and some valleys were deglaciated 14-15 ka BP while valleys draining the main outlets of Drangajökull were occupied by outlet glaciers until c. 9 ka BP. The forefields proximal to the present Drangajökull ice cap are characterised by thin, coarse grained till and locally weathered bedrock, except for the sandur covered valley floors. The landforms mapped at the surging outlet glaciers are not unique for surging glaciers, and furthermore the mapped landform assemblage does not resemble landsystem models for surging glaciers. The surge-type outlets of Drangajökull reached their LIA maximum extent asynchronously during surges in the period ca. 1700-1846 AD. Review of historical data and geomorphological mapping revealed twice as many surges than previously recorded. The surge interval varies from 10-140 years between and within the outlets. Surges were most frequent during the 19th century and the earliest 20th century. No clear relationship between surge initiation or periodicity and climate could be established. A distinct ice discharge occurs during surges, reflected in 10-30 m surface thinning of the upper reservoir areas and 10-120 m thickening of the receiving areas. During the present quiescent phase, the reservoir areas thicken by c. 0.5-0.7 m a-1 and the receiving areas thin by c. 1 m a-1, which might bring the glacier surface to a pre-surge stage in 45-65 years. Future studies could focus on extensive morphological mapping and direct dating of glacial features, aiming to add further details to the glacial history and test the reconstructions of Drangajökull presented here. Further investigation of the surge-type glaciers, e.g. extensive monitoring of weather and the glacier conditions, geophysical surveys both of the glaciers and their forefields, might also contribute to an improved understanding of the Drangajökull surging glaciers.Í þessari ritgerð er fjallað um jöklunarsögu, sveiflur, setmyndanir og landmótun Drangajökuls. Einnig er fjallað um jöklunar- og afísunarsögu Vestfjarða, frá seinni hluta síðusta jökulskeiðs til nútíma. Aðalmarkmið rannsóknarinnar var að kanna betur sögu jöklunar og framhlaupa Drangajökuls. Niðurstöðurnar benda til þess að Vestfirðir hafi að langmestu leiti verið huldir ís á hámarki síðasta jökulskeiðs, íshellan var undir sterkum áhrifum djúpra dala og fjarða Vestfjarðskagans. Þýðjöklar/ísstraumar flæddu tiltölulega hratt eftir fjörðum og dölum og rufu undirlag sitt. Ofarlega í fjallshlíðum eða yfir fjalllendi voru snörp skil í eiginleikum jökulíssins. Þar uppi var gaddjökull ráðandi sem flæddi hægt við innri aflögun og lét undirlag sitt að mestu ósnortið. Jökulhörfun hófst á hæstu fjöllum fyrir 26 þúsund árum, jöklaleysingin var ósamstíga milli svæða, en fyrir um 14-15 þúsund árum voru hærri landsvæði og sumir dalir þegar íslausir á meðan aðrir firðir og dalir máttu þola ágang meginskriðjökla Drangajökuls þangað til fyrir u.þ.b. 9 þúsund árum síðan. Svæðið umhverfis Drangajökul einkennist af þunnum og grófum jökulruðningi í bland við ísmótaðar og veðraðar klappir en aðliggjandi dalbotnar eru að mestu huldir ármöl og áreyrum. Framhlaupsjöklar Drangajökuls náðu hámarksstærð hver í sínu lagi á árunum 1700-1846. Sögulegar heimildir og kortlagning á landmótunarsvæðum þeirra leiddi í ljós jökulgarða sem voru tvöfalt fleiri en áður skráð framhlaup Drangajökuls. Framhlaupahlé eru mjög óregluleg, 10-140 ár, en framhlaup virðast hafa verið einna tíðust á 19. öld og í upphafi 20. aldarinnar. Ekkert augljóst samband loftlags við eignleika og tíðni framhlaupanna er greinanlegt. Í nýyfirstöðnum framhlaupum Drangajökuls var algengasta yfirborðsþynning söfnunarsvæðanna á bilinu 10-30 m á meðan þykknun leysingasvæðanna var mun breytilegri, eða um 10-120 m. Þrátt fyrir neikvæða meðal afkomu Drangajökuls, það sem af er yfirstandandi kyrrfasa framhlaupsjöklanna, þykkna söfnunarsvæði þeirra að meðaltali um 0.5-0.7 m árlega. Uppbygging söfnunarsvæðanna ásamt um 1 m árlegri meðalþynningu leysingasvæðanna leiðir til brattara yfirborðs jökulsins og á 45-65 árum gæti yfirborðið orðið sambærilegt því sem var fyrir síðasta framhlaup jöklanna. Rannsóknin hefur leitt í ljós allflókið mynstur íseiginleika, sveiflna og jöklunarsögu Drangajökuls. Vitneskju okkar um þessa þætti mætti auka með áframhaldandi kortlagningu, aldursgreiningu jökulmyndaðra landforma og jökulættaðs sets. Þannig mætti sannreyna þær niðurstöður sem hér eru kynntar og skerpa línur varðandi sögu og eiginleika síðasta jökulskeiðs. Eignleikum, eðli og sögu framhlaupsjöklanna í Drangajökli mætti gera betri skil. Gagnlegt gæti verið að beita fleiri aðferðum, t.d. langtíma vöktun á veðri og afkomu jöklanna, jarðeðlisfræðilegar kannanir á íseignleikum, undirlagi jöklanna og landmótunarumhverfi þeirra gætu einnig aukið skilning okkar