Nielsen, Niels: Periglaciale former på kyster opbygget af løse sedimenter
- nogle iagttagelser fra Disko, Vestgrønland. Geografisk
Tidsskrift 82: 67-73, København, November 12, 1982.

The dynamics of ice-foot and sea ice and the resulting morphological effect on arctic coasts are described, focussing upon the ice as sediment-transporting factor and the thermokarst-like development of forms on the foreshore during the melt period.

Key words: coast morphology, arctic regions, ice-foot, ice melt.

Niels Nielsen, cand. scient., senior lecturer, Department of Geography,
University of Copenhagen, Haraldsgade 68, DK 2100 Copenhagen
0, Denmark.

Når man om sommeren går i land på en sand- eller stenstrand beliggende i arktiske områder, er der ingen umiddelbar forskel at erkende fra udformningen af en almindelig dansk strand. Kystzonens erosions- og aflejringsformer kan relateres til bølge- og strømbetingede processer, hvor de enkelte elementer bl.a. er karakteristiske ved deres lange, kystparallelle mønstre i såvel mikro- som makromorfologien. Også overfladesedimenternes teksturvariation på tværs af strandbredden har bølgeopskyllets sorteringsevne som årsag.

Besøges tilsvarende et arktisk marsk-lagune miljø noterer man heller ikke her nogen større forskel fra samme kysttype udviklet under tempererede himmelstrøg. Selv vegetationen er den samme, omend lidt mere artsfattig.

Men »skindet bedrager«, thi vel er bølge- og strømprocesser
og de resulterende overfladeformer identiske, hvor de
end findes, men i periglaciale områder islægges havet en del
af året. Bølgepåvirkningen afbrydes, men på trods heraf er
den littorale zone absolut ikke inaktiv i morfodynamisk henseende.

Forfatteren har i de senere år besøgt øen Disko adskillige gange og i 1976 overvintret på Københavns Universitets Arktiske Station ved byen Godhavn, Fig. l. Under disse ophold har en række kyststrækninger været genstand for observationer og målinger netop m.h.t. den »metamorfose«, som den arktiske sedimentkyst gennemløber fra vinter til sommer.

Havisens direkte og indirekte kystmorfologiske effekt er et vanskelig tilgængeligt studieobjekt. Om vinteren skjuler sneen ofte enhver form og i tøbrudsperioden kan det være forbundet med en vis risiko at nå frem til kystlokaliteterne med hundeslæde, snescooter eller med båd gennem isfyldt farvand. Dette forhold er i nogen grad årsag til den relativt begrænsede litteratur om emnet, og da specielt hvad angår kysterne på Grønland.

MILJØFAKTORER

På Disko findes der lange strækninger, hvor kysten er opbygget af løse sedimenter. Dette skyldes, at øen lithologisk består af tertiære basalter og i den østligste trediedel af kretasiske hvidgule sandsten. Begge bjergarter er let nedbrydeli

Tidevandet ved Disko er semidiurnalt og af typen »mixed
tide«, og tidevandsstørrelsen ved springtid er ca. 2,9 m.

Normalt fryser havet til i december og isen forsvinder først i maj eller juni. Bølgepåvirkningen er således elimineret i ca. 6 måneder om året på nær nogle få kortvarige perioder af l til 2 dage, hvor isen kan bryde op som følge af kraftige føhnvinde eller på grund af storm i det isfrie Davis Stræde.

ISFODEN

Mens isen hindrer eller dæmper bølgerne, kan den ikke stoppe tidevandsbevægelsen. Det betyder, at den isfod, der dannes, er af typen »tidal platform ice-foot« (Wright and Priestley 1922).

I princippet er isfodsdannelsen ens på klippe- og sedimentkyster, idet isfoden opbygges successivt fra det tidspunkt, hvor den daglige max. temperatur samt bølgeopskyllet ikke formår at optø isdannelser på kysten (Short and Wiseman 1975). Når havet fryser til, fortsætter isfodens vækst, da vand under tidevandsperiodens højvande til stadighed trænger ind over isfoden fra tidevandssprækken mellem den faste isfod og den bevægelige havis. Isfodens karakteristiske horisontale overflade når sin maksimale højde, når vinterens højeste højvande indtræffer, og har samme niveau som dette.

Langs stejle klippekyster består isfoden af overvejende ren is, og den danner en vertikal, ofte konveks front, hvis højde svarer til tidevandets størrelse. Som regel findes der én tidevandssprække i begyndelsen, men l til 3 sekundære sprækker kan udvikles i løbet af vinteren (Nielsen 1979).

På sedimentkyster med samme tidevandsforhold er isfodens udvikling og morfologi anderledes, men varierer iøvrigt fra den ene kyststrækning til den anden som følge af sedimentsammensætningen og gradientforholdene på strand og strandplan samt efter kystens eksponering m.h._t. bølgepåvirkningen.

Sedimenter i og omkring isfoden

Det er karakteristisk for sedimentkystens isfod, at isen indeholder store mængder sediment ofte arrangeret i bånd, Fig. 2. Dette skyldes, at der i isfodsdannelsens initiale faser føres sediment med bølgeopskyllet op på isfoden, mens havet endnu er isfrit eller i perioder, hvor storm har brudt isen op.

Det er mest finkornede sedimenter, der træffes i disse lag, men ind imellem ses også mere groft materiale afspejlende kraftig bølgeaktivitet, der formår at bringe havstokkens sedimenter i suspension.

I modsætning til klippekystens ene eller to tidevandssprækker udvikles der ved sedimentkyster ofte et større antal sekundære sprækker, Fig. 3. Forstrandens ringe gradient bevirker, at isflagerne mellem tidevandssprækkerne grundstøder ved faldende vande. Kontakten med strandens sediment betyder, at dette kan fryse fast, og når vandet atter stiger, følger en del af materialet med, når isflagen løftes. Forløber denne proces samtidig med en stadigt faldende vandtemperatur, kan lag på lag indlejres på isflagens underside. Det er ofte grove sedimentfraktioner, grus, ral og småsten, der her er tale om, idet grundstødningen finder sted netop på overgangen mellem forstrand og strandplan, dvs. i havstokken.

Forskellige typer sedimenttransporterende is

Ved eksponerede kyster er det sjældent, at isfodens platform er jævn. Selv under tyk snedækning brydes overfladen af meter-store isskosser, Fig. BA. I perioder, hvor sneen er blæst væk, ses isfoden at være oversået med større eller mindre isstykker, der typisk kan inddeles i 3 kategorier. 1) Uregelmæssigt formede isskosser fra 0,1 til over 5 m i diameter, hidrørende fra isfjelde. Isskosserne kan bestå af ren is eller være dækket med fastfrosset sediment, ofte med store korn på en eller flere sider, Fig. 4. Disse isblokke har været strandet i områder med løst materiale. 2) Isflager, fra !/2 til 3 m i diameter og 0,1 til l m tykke, med sand-, grusog rallag. Fig. 5, eller isflager af samme størrelse, men som er helt uden sedimenter. Disse isflager kommer fra henholdsvis tidevandssprækkezonen eller fra den rene havis. 3) Isflager med lag af sediment i ler-siltfraktionen, og hvor der sågar er iagttaget siltlag med annelgræs (Puccillia sp.) »in situ«. Isflager med dette materialeindhold må være transporteret fra laguneområder med tidevandsstrømme gennem lagunegab til havet. Endelig skal der nævnes en 4. flagetype, som vel at mærke kun er observeret én gang af forfatteren. Flagen, der var 40 cm tyk og over l m i diameter, bestod af rent sand med uforstyrret plan lamination, Fig. 6, sandsynligvis fra forstranden. Sedimentblokken lå i delvis kontakt med en større isskosse, som dog næppe var tilstrækkelig stor som transportmiddel. En anden mulighed er, at blokken var blevet presset op af isskruning, selv om skrueisformationer ikke forekom på lokaliteten.

TRANSPORT OG AFLEJRING AF ISBLOKKE

Isskossernes og isflagernes tilstedeværelse oven på isfoden og
inde på bagstranden, indtil 50-60 m bag tidevandssprækken.
må primært være tilført af bølgeopskyl evt. kombineret med

ekstremt højvande, fig. 88. Isen kan transporteres ind på stranden i tilfrysningsperioden, hvor der stadig er åbent vand og dermed mulighed for bølgedannelse. Isflagerne med sedimenter er dannet mellem tidevandssprækkerne, og derfor i perioder med havis. Når disse flager ses oppe på kysten, må de være kastet op, når havisen har været brudt under stærk storm.

Forfatteren har ikke observeret situationer, hvor meterstore isstykker er slynget ind på stranden, men sandsynligheden for at dette kan ske blev konstateret den 23. og 24 jan. 1976, hvor temperaturen ved Godhavn steg fra til + B°C ledsaget af voldsom storm fra øst drejende mod syd og sydvest. Samme nat brød den 47 cm tykke is, og der var åbent vand foran isfoden med spredte isflager. Desværre var der kun mulighed for iagttagelse på kysten umiddelbart øst for den halvø, hvor Godhavn er placeret, og som derfor lå delvis i læ for de indkomne bølger. Alligevel formåede bølgerne, når de ramte den stejle isfodsfront, at kaste kaskader af vand ind over isfoden medførende mindre isstykker.

Ispres og skrueisdannelser blev kun observeret på få og korte kyststrækninger på Diskos syd- og sydøstkyst, og markante former, der kunne relateres til isoppresning så som kystparallelle volde, og som er beskrevet af Nichols (1961), (1968) fra Antarktis, Owens and McCann (1970) fra Devon Island, Canada, Hume and Schalk (1964), (1967) og Rex (1964) fra Alaska samt Mansikkaniemi (1970) fra Finland, er ikke noget dominerende element på denne kyst.

ISFODENS AFSMELTNING

Isfodens bortsmeltning er en langsom proces, og det er al-

mindeligt på Disko, at netop isfoden er det sidste af vinterens
is og sne, der forsvinder fra landskabet.

Ofte »går« havisen på en enkelt dag, og isfodens afsmeltningsfase
begynder derfor med thermisk og mekanisk erosion
i vandkanten.

I takt med at sneen smelter, bliver isfodens overfladetopografi stadig mere ujævn og får et »snavset« udseende, efterhånden som det indlejrede materiale smelter frem. Når sneen på bagstranden, landværts for selve isfoden, er forsvundet, ligger isolerede isflager og skosser tilbage, Fig. 7 og 88.

T afsmeltningsperioden gennemløber strand-isfodsprofilet en række typiske stadier, Fig. 8. Kort tid efter at al sneen er smeltet bort, er hele isfodsoverfladen sedimentdækket, og der er en jævn overgang mellem bagstrand og isfodsplatformen. Under den fortsatte afsmeltning falder platformens niveau generelt, og overgangen til bagstranden markeres af en næsten lodret væg, der kan blive op til l m høj.

Den vertikale isfodsfront undermineres af bølgerne, og der opstår meterlange udhæng over den nu bølgeudjævnede forstrand. Dette udhæng kan bryde sammen, og is med sedimenter flyder bort og kan evt. senere aflejres på isfoden.

Isfodens overfladerelief antager nu et kaotisk udseende, Fig. 88, både hvad angår sedimentmasse og -teksturforhold. Overfladen præges af sammenstyrtninger som følge af bortsmeltet ren is og toppe som enten består udelukkende af sediment eller af iskerner dækket af materiale - ikke ulig »dirt cones« på gletscheren. Afgørende faktorer for afsmeltningsforløbet og dermed formudviklingen, er sedimentdækkets isolerende evne, og i den forbindelse er ikke blot den varierende sedimentmængde af betydning, men også kornstørrelsessammensætningen i isblokkene. Strandens morfologi kan i denne fase karakteriseres som thermokarst, se Fig.

88.

En nøjere undersøgelse af det istransporterede materiale viser, at størstedelen af sedimenterne er af lokal oprindelse, dvs. fra havstokken og strandplanet umiddelbart foran isfoden. Men det er ikke ualmindeligt at finde sedimenter fra fjernere lokaliteter. F.eks. er der iagttaget hobe af lyst sand fra Diskos østkyst på Syddisko, hvor stranden består af sortgrå basaltsand og rullesten, ligesom der blev truffet rullestensbunker på Østdiskos homogene sandstrand, Fig. 9.

Afsmeltningens slutfase

Når isfoden er smeltet ned til et niveau, hvor den ofte overskylles af bølger og tidevand, er det kun et spørgsmål om få dage, før strandbreddens opskylszone atter er udglattet. På sandstrande er det dog almindeligt, at der i flere dage efter at isen er forsvundet fra forstrandens overflade sker sammenstyrtninger som følge af bortsmeltende begravet is, Fig. 10.

De højstliggende dele af isfoden forsvinder som regel først
i begyndelsen af juli, ofte i forbindelse med et springtids
højvande.

BLIVENDE FORMER EFTER VINTERENS IS

Der skal nu som tidligere nævnt et fagkyndigt øje til at
erkende isens nylige tilstedeværelse, og den beskrevne kaotiske
morfologi og sedimentfordeling på strandbredden.

Som blivende overfladeformer kan kun iagttages fordybninger på rullestenskysten efter helt eller delvist begravede isblokke, »pitted beach« (Nichols 1968), samt mere eller mindre af vinden udglattede bunker af materialer, der er fremmede for den lokale sedimentsammensætning. Indsynkninger på sandstrande forsvinder hurtigt som følge af æolisk aktivitet eller ekstreme bølgeopskyl.

Der er imidlertid andre fænomener, der kan betragtes som typificerende for den arktiske kyst, til trods for at strandens eller hele barrierens generelle profil om sommeren afspejler en »normal« bølgebetinget dynamik. Observationer fra et vertikal-profil af en barriere under opbygning viste, at der flere steder forekom forstyrrelser i den bølgeopskyls- og overskylsbetingede, svagt hældende parallelstruktur. Endvidere optrådte der partier med kraftigt varierende og strukturløse teksturforhold. Da der i samme profilsektion ydermere fandtes større isflager, var tolkningen af de sedimentologiske uregelmæssigheder umiddelbar, Fig. 11.

Nærværende behandling af en arktisk kystudvikling fra vinter til sommer beskriver kun nogle hovedtræk i procesforløbet og i den formmæssige variation. Flere af de enkelte periglaciale former er naturligvis generelle for arktiske kyster som sådan, men mange er specifikke i deres fremtrædelsesmønstre, hvilket primært skyldes de hydrografiske og klimaotologiske forhold, der er forskellige fra det ene arktiske område til det andet.

Der forestår endnu en række uløste problemer omkring isens effekt på den arktiske kyst. I foreliggende artikel er der f.eks. peget på isen som sedimenttransporterende faktor, men der mangler endnu svar på, hvor langt dette sediment kan transporteres, eller hvilke mængder det drejer sig om. Og hvordan indvirker isen på kystprofilets langtidsudvikling?

Det er diskuteret, hvilke af den arktiske kysts særlige former, der kan benævnes som »periglaciale« (Jahn 1977). I den forbindelse er forfatteren her af den opfattelse, at en sondring mellem de forskellige former er vanskelig, fordi disse er mere eller mindre forbundet i dynamisk henseende.

For udforskningen af det periglaciale miljø, må det derfor være væsentlig at forstå hele morfogenesen i kystzonen, idet mange kystbetingede former, struktur- og teksturforhold indgår i hævede, postglaciale lavlandsområder af marin oprindelse, og optræder således som integrerede elementer i indlandets periglaciale geomorfologi.

SAMMENDRAG

Om vinteren islægges havet omkring arktiske kyster, hvilket betyder en midlertidig afbrydelse af bølgernes påvirkning af kysterne. Men på trods heraf er den littorale zone ikke morfodynamisk inaktiv i denne periode.

Observationer foretaget på Disko, Grønland, viser, at såvel isfoden
som havisen umiddelbart foran isfoden kan have en betydelig
effekt på kyster udformet i klassiske sedimenter.

Tidevandsforskellen omkring Disko er 2,9 m ved springtid, og den
karakteristiske isfodsdannelse er af typen »tidal platform ice-foot«.

Isfodsdannelse på sedimentkyster anses ofte som konserverende for kysten. lagttagelser har dog vist, at bølgeopkastede isblokke og isflager, lastet med sediment, forårsager en thermokarst-lignende formudvikling på stranden. I samme forbindelse er der observeret struktur- og teksturfænomener i såvel sand- som rullestenkysters sedimenter, som kan henføres til isens påvirkning.

SUMMARY

In winter, the sea surrounding arctic coasts gets ice-bound which gives a temporary break in the influence of waves on the coasts; nevertheless, a morphodynamic activity can in fact be observed during this period.

Thus investigations made on Disko Island, Greenland, show that
both ice-foot and the sea ice lying just in front of it may have a
considerable effect on coasts developed in clastic sediments.

Around Disko the tidal difference is 2,9 m at spring-tide, and along the coasts the characteristic, tidal platform ice-foot formation is found. It is a general opinion that for sedimentary coasts ice-foot formation has a preserving effect. Observations have shown, however, that ice bouldes and -floes with embedded sediments may cause a thermokarst-like form development when they are pushed up by waves and left on the beach.

Moreover, ice-influenced phenomena in structure and texture
have been observed in sediments on both sandy and shingle beaches.

Tak til prof. dr. Harald Svensson og lic.scient. Ole Humlum for
forslag til rettelse i manuskriptet. Tak til Kirsten Winther for den
engelske oversættelse.

REFERENCER:

Barnes, P. W. (1982): Marine Ice-pushed Boulder Ridge, Beaufort

Sea, Alaska. Arctic, vol. 35, no. 2, 312-316.
Cailleux, A. and Hamelin, L. (1967): Périglaciaire actuel sur le

littoral du Bie (Bas-Saint-Laurent). Cabiers de Geographie de
Quebec, no. 23, 361-378.
Dionne, J. C. (1968): Morphologie et sédimentologie glacielles, lit

toral sud du Saint-Laurel. Z. Geomorph. N. F. 7: 56-84.
Hume, J. D. and Schalk, M. (1964): The effects of Ice-push on

Arctic beaches. Amer. J. Sei. 262, 2, 267-273.
Hume, J. D. and Schalk, M (1967 V Shoreline Processes near Point

Barrow, Alaska: A Comparison of the Normal and the Catastrophic.
Arctic vol. 20, 2.
Jahn, A. (1977): Periglacial Forms Produced By Shore Ice at Hor

mesund, Spitsbergen. Acta Universitatis Wratislaviensis No. 387.
Mansikkaniemi, H. (1976): Ice action on seashore, southern Fin

land: observation and experiments. Geogr. Soc. Finland 1975.
11-17.
Nichols, R. L. (1961): Characteristics of beaches formed in polar

climates. Am. J. Sei. vol 259, no. 9, 694-708.

Nichols, R. L. (1968): Coastal Geomorphology, McMurdo Sound,
Antarctica. J. of Glaciology. Vol. 7, 51, 449-478.

Nielsen, N. (1969): Morphological studies on the eastern coast of
Disko, West Greenland. Geogr. Tidsskrift bd. 68, p. 1-35.

Nielsen, N. (1979): Ice-foot processes. Observations of erosion on a
rocky coast, Disko, West Greenland. Z. Geomorph, N. F. 23, 3,
p. 321-331.

Nielsen, TV. (1981): Greenland. In World Shorelines. Ed. E. Bird &
M. Schwarts. Wash. D.C. USA. (Under publicering).

Moign, A. (1976): L'action des glaces flottantes sur le littoral et les
fonds marins du Spitsberg Central et Nord-Occidental. Rev.
Géogr. Montr., 1976, vol. XXX, no. 1-2, 51-64.

Owens, E. H. and S. B. McCann (1970): The role of ice in the arctic
beach environment with special reference to Cape Rickett: Southwest
Devon Island, Canada. Amer. J. Sei. 268, 397-414.

Reimnitz, E. and D. K. Maurer (1979): Effects of Storm Surges on
the Beaufort Sea Coast, Northern Alaska. Arctic, vol. 32, no. 4,
329-344.

Rex, R. W. (1964): Arctic Beaches, Barrow, Alaska. In: R. L. Miller
(Ed): Papers in Marine Geology p. 384-400. McMillan, New
York.

Short, A. D. and WM. J. Wiesman, JR. (1973): Freezeup Processes

on Arctic Beaches. Louisiana State Univ. Coastal Studies Bull. 7.
Short, A. D. and WM. J. Wiesman, JR. (1975): Coastal Breakup in

the Alaskan Arctic. Geol. Soc. Amer. Bull. v. 86, 199-202.
Wright, C. S. and R. E. Priestley (1922): Glaciology 581 p. London,

Harrison and Son, Ldt., British Antarctica (Terra Nova) Expedition,
1910-1913.