Imp. Guglielmin PPEERRMMAAFFRROOSSTT EE FFOORRMMEE PPEERRIIGGLLAACCIIAALLII NNEELLLLEE NNOORRTTHHEERRNN FFOOOOTTHHIILLLLSS ((BBAAIIAA TTEERRRRAANNOOVVAA,, TTEERRRRAA VVIITTTTOORRIIAA SSEETTTTEENNTTRRIIOONNAALLEE,, AANNTTAARRTTIIDDEE)) MMaauurroo GGuugglliieellmmiinn11,, HHuunngg MM.. FFrreenncchh22 && FFrraanncceessccoo DDrraammiiss33 1PRNA, Via G. Matteotti, 22, 20035 Lissone (MI), Italia 2Department of Geography and Earth Sciences, University of Ottawa, Ottawa, Ontario K1N 6N5, Canada 3Dipartimento di Scienze Geologiche, Università “Roma Tre”, Largo S. Leonardo Murialdo, 1, 00146 Roma, Italia RIASSUNTO Permafrost e forme periglaciali nelle Northern Foothills (Baia Terranova, Terra Vittoria Settentrionale, Antartide) - Le forme periglaciali presenti nel territorio di Baia Terra Nova sono rappresentate essenzialmente da poligoni, fessure da gelo (frost fissures) e coni di inie- zione (injection cones). I poligoni, sviluppati su i terreni del Younger Drift, sono caratterizzati dalla presenza di cunei di ghiaia e sabbia (gravel and sand wedges) mentre su i terreni riferibili all’Older Drift sono stati rinvenuti cunei e vene di ghiaccio (ice wedges and veins). La contrazione termica responsabile della formazione di ambedue i tipi di cunei risulta attiva anche nelle attuali condizioni climatiche. I coni di iniezione sono comunemente associati a laghi perennemente gelati e vengono interpretati come forme dovute all’iniezione di acqua nel permafrost, così come accade in Artico per la genesi dei pingo e dei ghiacciamenti superficiali (icings). Notevole importanza per la dinamica morfologica dell’area riveste il numero di cicli di gelo e disgelo che si alternano nel terreno. L’azione del crioclastismo (frost shattering) non è però molto diffusa ed anche il fenomeno di fessurazione per gelo (frost wedging) nel substrato roccioso è limita- to all’azione di espansione delle discontinuità naturali preesistenti. ABSTRACT Permafrost and frozen phenomena of the Northern Foothills (Terranova Bay, Northern Victoria Land, Antarctica) - Permafrost-related landforms in the Terra Nova Bay territory are mainly polygons, frost fissures, and injection cones. The polygons developed on Younger Drift are characterized by gravelly-sandy filling while those affecting Older Drift show the occurrence of ice wedges and veins. Thermal contraction responsible for the genesis of both landforms shows to be active at present. Injection cones are commonly associated to perennially frozen lakes. They are interpreted as landforms due to the injection of water into the permafrost as it happens for the gene- sis of pingos and seasonal icings in the Arctic. A relevant role in the morphodynamic context of the area is that plaid by the high number of freezing/thawing cycles in the ground. However, frost shattering is not widespread and even frost-wedging in the bedrock is only restricted to the expansion of the pre-existing natural discontinuities. Parole chiave: permafrost, poligoni da fessure da gelo, coni di iniezione, cunei di ghiaccio, Antartide. Keywords: permafrost, frost fissure polygons, injection cones, ice wedges, Antarctica. Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences 1166(2), 2003, 151-157 11.. IINNTTRROODDUUZZIIOONNEE Il Progetto Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA), avviato nel 1985, ha affrontato essenzialmente nelle sue prime fasi di svolgimento temi legati al glaciali- smo e all’evoluzione delle spiagge oloceniche; solo a partire dal 1996 è stato approvato un progetto focalizza- to sulla distribuzione del permafrost e sul suo regime termico nel territorio di Baia Terranova (Terra Vittoria Settentrionale), sede della Base Scientifica Italiana in Antartide. Questo territorio è contraddistinto da una alta per- centuale di aree deglaciate, una tra più elevate del con- tinente antartico, se si eccettuano le Dry Valleys e la Penisola Antartica. I valori della temperatura media mensile variano tra –1,5 °C in Gennaio e –22,5 °C in Agosto; la temperatura media annua è di -14,7 °C (nel periodo 1987-1994). I venti dominanti provengono dai quadranti occidentali con velocità che spesso superano i 17 nodi (Baroni, 1996); le precipitazioni a carattere interamente nevoso vengono stimate attorno i 270 mm/anno (Piccardi et al., 1994). Nei mesi di novembre e dicembre 1998 è stata svolta, in collaborazione con l’Università di Ottawa, una campagna di ricerche morfologiche avente come obietti- vo principale lo studio della geomorfologia periglaciale nelle Northern Foothills, in prossimità della Base Italiana (Fig.1). Nel presente lavoro vengono illustrati i primi risul- tati delle indagini suddette con particolare riguardo alle forme generate nell’area da processi criogenici connessi con la presenza di permafrost continuo. 22.. IILL PPEERRMMAAFFRROOSSTT AA BBAAIIAA TTEERRRRAANNOOVVAA Si definisce permafrost un qualsiasi materiale che rimane congelato per almeno due anni consecutivi (Muller, 1959) indipendentemente dalla sua natura e dal contenuto o meno di ghiaccio al suo interno. Nell’area in esame sono presenti diversi tipi di per- mafrost: - depositi glaciali sovrastanti corpi di ghiaccio relitto massivo (Simpson Crags; Boulder Clay Glacier); - depositi glaciali rimaneggiati da soli/geliflusso sovra- stanti il substrato roccioso; 152 M. Guglielmin, H.M. French & F. Dramis - substrato roccioso ricoperto da uno strato sottile e discontinuo di depositi glaciali e ubicato a quote supe- riori a quelle dell’Ultimo Massimo Glaciale (350-400 m s.l.m); - substrato roccioso ubicato a quote più basse di tale limite; - cordoni morenici olocenici e rock glaciers; - spiagge oloceniche sollevate isostaticamente. A partire dal 1996 è in funzione nell’area una sta- zione automatica di monitoraggio del regime termico del permafrost (Guglielmin & Dramis, 1998). La stazione, ubicata sul Boulder Clay Glacier, alla quota di 205 m s.l.m., circa 5 km a sud della Base di Baia Terra Nova, registra i valori orari, della radiazione solare incidente, della temperatura dell’aria a 4 m di altezza sul terreno e della temperatura del suolo a sei diverse profondità. I primi due sensori sono posti a 2 e 30 cm di profondità all’interno di un till di ablazione, il terzo è posto a -60 cm, immediatamente al di sotto del limite superiore del ghiaccio massivo che caratterizza il sottosuolo dell’area. I rimanenti tre (posti rispettivamente a -160, -260 e -360 cm) sono ubicati all’interno del ghiaccio, del quale è stata determinata la diffusività termica pari a 0,106 °C/m2. In base a questo valore la profondità della mini- ma variazione termica annua (Zero Annual Amplitude - ZAA) risulta ubicata a circa -11 m, con una temperatura di -15°C. 33.. RREEGGIIMMEE TTEERRMMIICCOO DDEELLLLOO SSTTRRAATTOO AATTTTIIVVOO Lo strato attivo è per definizione la porzione più superficiale del permafrost, interessata da periodici scongelamenti stagionali e ne rappresenta quindi la parte termicamente più dinamica e più efficace sotto l’a- spetto morfogenetico. Il regime termico dello strato atti- vo è infatti importante per la genesi e l’evoluzione di diverse forme direttamente legate al permafrost oltre che di alcune forme dovute a meccanismi di geliflussione. Nell’area in esame lo spessore dello strato attivo è piuttosto esiguo, essendo in genere compreso tra i 15 e i 20 cm anche se localmente, specie nelle spiagge olo- ceniche e sui pendii settentrionali più ripidi con roccia affiorante, si ritiene che possa arrivare sino ad 1 m o poco più. In particolare l’andamento del regime termico di Boulder Clay Glacier è mostrato in Fig. 2, mentre i valori massimi, minimi e medi delle temperature registrate nel 1996-97 alle diverse profondità sono illustrati in Tab. 1a. Notevole importanza per la dinamica morfologica del permafrost riveste il numero di cicli di gelo e disgelo che si alternano nel terreno. In Tab. 1b è illustrato l’an- damento giornaliero dei cicli alla profondità di 2 cm, cal- colati rispettivamente per un punto di congelamento pari a 0, -2 e –4 °C (valori legati alla presenza di elevati tenori salini nella neve e nel suolo). Come è possibile osservare nella tabella il numero di cicli di gelo e disgelo registrati risulta rilevante e maggiore di quanto misurato nella maggior parte degli ambienti periglaciali (French, 1996). L’azione del crioclastismo (frost shattering) non è però molto diffusa ed anche il fenomeno di fessurazione per gelo (frost wedging) nel substrato roccioso è limitato all’azione di espansione delle discontinuità naturali preesistenti. Fig. 1 - Ubica- zione delle forme investigate: suoli strutturati (stelle nere) e cunei di iniezione (trian- goli neri) a Nor- thern Foothills e vicino alla base italiana di Baia Terra Nova, An- tartide. Locations of the i n v e s t i g a t e d landforms: pat- terned grounds (black stars) and frost heaved mounds (black triangles) of the Northern Foo- thills and near Terra Nova Bay Station, An-tarc- tica. 153Permafrost e forme periglaciali ... T °C T °C T °C T °C T °C T °C T °C -360 cm -260 cm -160 cm -60 cm -30 cm -2 cm aria Massimo -10,2 -8,3 -4,4 -2,4 -1,1 10,7 5,4 Minimo -23,7 -24,9 -27,7 -29 -30,2 -35,3 -38 Media -17,45 -17,28 -17,08 -16,98 -16,83 -16,9 -16,06 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Dic. ’96 >0°C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 0 0 0 3 0 0 2 1 1 0 0 0 0 3 1 1 >-2°C 1 1 2 2 0 0 3 0 0 5 0 0 1 2 1 2 1 2 3 1 1 2 0 2 2 2 3 1 4 1 2 >-4°C 2 1 1 0 3 1 1 1 2 0 4 3 1 0 2 2 2 2 1 1 1 2 0 0 0 1 1 0 0 0 0 Gen.’97 >0°C 4 0 5 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >-2°C 0 3 1 1 1 3 2 0 2 2 2 0 3 2 2 4 3 1 0 2 1 3 2 0 0 0 1 0 0 0 0 >-4°C 0 0 0 0 1 1 1 2 1 0 3 2 1 0 0 1 1 1 2 1 1 2 3 4 2 1 2 0 1 1 1 Feb.’97 >0°C 0 0 0 0 0 >-2°C 0 0 0 0 0 >-4°C 1 0 0 1 1 Nov.’97 >0°C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 2 0 0 0 2 1 0 0 0 0 >-2°C 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 2 1 2 0 0 0 3 0 1 0 0 0 >-4°C 2 2 1 3 1 0 1 2 1 2 1 0 0 0 3 1 1 0 0 2 0 0 0 Tab. 1 - Temperature del terreno registrate dal 1 dicembre 1996 al 7 novembre 1997 alla stazione di monitoraggio di Boulder Clay Glacier. Ground temperatures recorded at Boulderclay Glacier monitoring site, December 1, 1996 - November 7, 1997. 1b) Frequenza giornaliera delle oscillazioni termiche attraverso le temperature di 0 C°, -2 C° e –4 °C, usando i valori medi orari: totale > 0°C = 42; >-2°C = 100; > -4°C = 97. 1b) Number of daily occurrences per day of ground temperature cycles passing 0 C°, -2 C°, and –4 C°, using hourly data: total > 0 C° = 42; >-2 C° = 100; > -4 C° = 97 1a) Valori massimi, minimi e medi (°C). 1a) Maximum, minimum and average tempera- tures (C°). Fig. 2 - Regime ter- mico del permafrost presso la stazione di monitoraggio di Boulder Clay Gla- cier del periodo 1996-97 (da Gu- glielmin & Dramis, 1998). Ground temperatu- re regime at Boul- der Clay Glacier permafrost monito- ring station, 1996- 97 (from Guglielmin & Dramis, 1998). GGiioorrnnii ((11 ddiicceemmbbrree 11999966 -- 11 DDiicceemmbbrree 11999977)) PP rroo ffoo nn dd iittàà (( ccmm )) 154 44.. PPOOLLIIGGOONNII DDII FFEESSSSUURREE DDAA GGEELLOO Una delle forme più diffuse nelle aree deglaciate delle Northern Foothills è quella dei suoli strutturati poli- gonali (non sorted polygons). Queste forme, già descrit- te nella letteratura precedente (Péwé, 1959; Black & Berg, 1966, Black 1973; Bondesan et al., 1997*), inte- ressano sia i depositi glaciali dello Younger Drift (sovra- stanti ghiaccio morto), sia i depositi glaciali dell’Older Drift (sovrapposti al basamento rocccioso), sia le spiag- ge oloceniche. I poligoni sono caratterizzati da diametri di 15-20 m e da solchi perimetrali di larghezza compre- sa tra 1e 2 m e profondità media di 0,5 m. Bisogna inoltre sottolineare come non siano in realtà visibili fessure aperte sulla superficie ma sola- mente allineamenti preferenziali di massi e ciottoli. La rete generata da questi poligoni è essenzialmente di due tipi: random-ortogonale ed esagonale. Talora sono stati osservati anche pattern diversi di tipo rettilineo come quello di Simpson Crags, che sembra essere con- trollato dalla presenza sottostante di crepacci nel ghiac- cio morto massivo. Lo stesso tipo di pattern rettilineo è stato osservato anche presso Capo Sastrugi, dove sono visibili numerose fessure, con una spaziatura regolare tra gli 8 e i 12 m, e ortogonali rispetto alla direzione di elongazione della dorsale rocciosa. Con ogni probabilità il pattern delle fessure è in questo caso influenzato dal- l’assetto strutturale delle fratture nel substrato roccioso uno dei cui set principali presenta una direzione coinci- dente con quella prevalente delle fessure stesse. In tutte le sezioni eseguite la parte più superficiale delle fessure risulta riempita da ghiaia e ciottoli con struttura openwork. I clasti risultano nettamente iso- orientati secondo la direzione delle fessure e spesso verticalizzati. Da un punto di vista dinamico è da ritenere che queste forme siano attive anche ai giorni nostri per diverse ragioni. Una evidenza dell’attività della fessura- zione da gelo (frost cracking) durante la stagione inver- nale è rappresentata dall’osservazione (con l’ausilio di una sonda metallica) di fessure aperte in profondità (fino oltre 80 cm presso Simpson Crags e fino a 15 cm pres- so M. Browning). Un’altra testimonianza della contem- poraneità del processo di fessurazione è data dal ritro- vamento della prosecuzione delle fessure attraverso corpi di ghiaccio di rigelo stagionale (Simpson Crags). La maggior parte dei poligoni osservati non pre- senta cunei di ghiaccio al di sotto dei solchi mostrando invece cunei di ghiaia e sabbia a sezione triangolare, con larghezza compresa tra 0,5 e 1 m e di analoga profondità. I sedimenti suddetti hanno la stessa compo- sizione litologica dei depositi circostanti anche se, in generale, con un’arricchimento nella frazione sabbiosa. La presenza di cunei di ghiaccio è stata riscontrata solamente sul M. Browning, alla quota di 720 m s.l.m., su un till di ablazione sovrastante il substrato roccioso. In questa località sono presenti poligoni poco sviluppati e delineati solamente da piccoli solchi con ciottoli alli- neati e verticalizzati. In base al colore della matrice del till (5YR 5/6; 2.5 YR 5/6) e tenuto conto dell’assenza di clasti di vulcaniti provenienti dal M. Melbourne, si ritiene che questo deposito sia da riferire al “Older Drift” definito da Orombelli et al. (1991). I cunei di ghiaccio sono in gene- re abbastanza sottili (10-15 cm di larghezza) e si esten- dono per 30-50 cm al di sotto della tavola del permafro- st; anche in questo caso sono presenti nello strato attivo sovrastante cunei di ghiaia e sabbia (Fig. 3). 55.. DDIISSCCUUSSSSIIOONNEE Dalle osservazioni fatte appare chiaro come la maggior parte dei poligoni presenti nel territorio delle Northern Foothills sia soggetto a processi di fessurazio- ne tuttora attivi ma che l’accrescimento dei cunei sia alquanto limitato come testimoniato dall’eseguità dei “rampart” laterali (20-30 cm di altezza) e dalle ridotte dimensioni dei cunei stessi (1 m al massimo di profon- dità e larghezza). Tali dimensioni sono nettamente infe- riori a quelle medie note in Artico (6-10 m di profondità e 2-3 m di larghezza). Bisogna inoltre sottolineare come gli unici e modesti cunei di ghiaccio rinvenuti presso M. Browning non esprimano morfologicamente veri e propri poligoni e siano circoscritti al di sopra di till più antichi suggerendo così condizioni genetiche relativamente più M. Guglielmin, H.M. French & F. Dramis Fig. 3 - Cuneo di ghiaccio ritrovato all'interno del Older Drift a M. Browning. Si noti la forte alterazione del suolo nella parte inferiore della trincea. Ice wedge found in Older Drift at Mt. Browning. Note the high grade of soil alteration in the lower part of the trench. 155 umide di quelle attuali. I poligoni osservati sono per la maggior parte attivi, con cunei costituiti da sabbia e ghiaia, e si rinvengono in tutti i tipi di terreno (special- mente nei drift più recenti e nei depositi di spiaggia). Essi sono a luoghi contraddistinti da profili convessi e da ramparts laterali poco accentuati che non sembrano riflettere un processo di “upthrusting” quanto piuttosto una forma di accumulo connessa con l’espansione ter- mica dello strato attivo (Mackay, 1980). Questo proces- so di espansione e il relativo movimento laterale del materiale secondo direttrici radiali rispetto al centro del poligono si producono quando esistono rilevanti varia- zioni termiche nel terreno (anche rimanendo al di sotto di 0 °C). Tale fatto è dimostrato dai dati rilevati nella sta- zione di Boulder Clay dove si registrano temperature del suolo anche di 10 °C maggiori di quelle dell’aria e varia- zioni termiche anche superiori all’interno della medesi- ma giornata. Per quantificare l’entità del movimento in gioco basta ricordare che Mackay (1980) nella regione del Mackenzie Delta in Canada ha misurato movimenti di circa 0.25 cm/anno: considerando che la temperatura dell’aria e del suolo sono certamente più basse nell’area in esame, si può ragionevolmente ritenere che l’entità del movimento sia qui sensibilmente inferiore. In generale appare chiaro che, sotto l’aspetto tipo- logico, i poligoni osservati non sono riferibili a cunei di ghiaccio ma non risultano neppure riferibili ai tipici cunei di sabbia (sand wedges) quali quelli descritti da Carter (1983) e Murton & French (1993) nell’Artico nordameri- cano. Infatti il riempimento delle fessure non risulta mai costituito dalla sola frazione sabbiosa ma in prevalenza da ghiaie con sabbia e ciottoli in cui si è avuto certa- mente un arricchimento di sabbia per trasporto eolico. Terminologicamente si preferisce però non utiliz- zare il termine proposto da Péwé (1959) “tesselations” (mosaici) in quanto non esprime chiaramente né i pro- cessi morfogenetici né le caratteristiche sedimentologi- che dei cunei e si propone quindi di utilizzare il termine “poligoni di fessure da gelo” (frost fissure polygons) per enfatizzare soprattutto il processo che genera la fessu- razione e non la tipologia del riempimento. Bisogna inol- tre sottolineare come i piccoli cunei di ghiaccio ritrovati nell’Older Drift del M. Browning sono i primi realmente documentati in Antartide in quanto né nei lavori di Black né in quelli di Péwé è possibile vedere sezioni riferibili a questa tipologia. Si vuole sottolineare infine che i poligoni di fessure da gelo sono forme tipicamente connesse al permafrost indipendentemente dalla tipologia del substrato e quindi non attribuibili ad altri processi connessi con la dinamica glaciale. Data la discontinuità nel tempo del processo di fessurazione, tali poligoni non possono essere utilizzati per la datazione relativa dei terreni su cui sono sviluppa- ti, ma il loro monitoraggio risulta di grande interesse in quanto connesso con le variazioni di bilancio energetico della superficie e quindi con le variazioni climatiche. 66.. CCOONNII DDII IINNIIEEZZIIOONNEE Nell’area in esame sono stati da tempo stati rico- nosciuti numerosi accumuli detritici di forma conica a base circolare o ellittica, di altezza compresa tra i 2 e 4 m (eccezionalmente fino ai 8-10 m), costituiti per lo più da ghiaia, ciottoli e blocchi con scarsa matrice in super- ficie e talora contraddistinti (nella parte più superficiale) dalla presenza di mirabilite (Chinn et al., 1989). Molti degli accumuli sono ubicati in prossimità o nel mezzo di laghi perennemente congelati (Fig. 4). Questi elementi morfologici sono stati considerati in letteratura come forme di ablazione differenziale associate a ghiacciai ricoperti o a ghiaccio morto (Chinn et al., 1989; Orombelli et al., 1991; Lozej et al., 1992). Quattro accumuli conici sono stati analizzati nella zona di Boulder Clay Glacier, attorno alla stazione di monitoraggio del permafrost: due ad Enigma Lake, uno sull’Amorphous Glacier e uno a Tarn Flat. Caratteristica comune a tutti i coni osservati in prossimità o in corri- spondenza di laghi gelati è la minore alterazione superficiale del deposito rispetto al drift circostan- te. Tale differenza di alte- razione è particolarmente evidente nel caso di Amorphous Glacier e Tarn Flat. Proprio nel caso di Tarn Flat (Fig. 5) è possibile osservare come il fondale dei laghi completamente drenati appaia meno alterato degli affioramenti circo- stanti analogamente a quanto avviene per la superficie del cono. Sulle superfici gelate dei laghi di Boulder Clay, Enigma Lake ed Inexpressible Island sono state osservate anche forme di doming sempre accompagnate da fessu- razioni radiali. Tali feno- Permafrost e forme periglaciali ... Fig. 4 - Cono di iniezione all'interno del lago localizzato presso la stazione di Boulder Clay Glacier. Si noti anche il doming del ghiaccio lacustre. The frost-heaved mounds of the pond near the Boulder Clay Glacier station. Note the doming of the ice surface of the lake. 156 meni sono del tutto simili a quelle riscontrate nei blister da ghiacciamento superficiale (icing blisters) in molte località del Artico canadese e che si formano nella sta- gione invernale e primaverile. Si ricordano, a titolo esemplificativo, gli esempi di Churchill, Manitoba nel maggio 1981 (French & Gilbert, 1982), dello Yukon cen- trale nel marzo 1982 (Pollard & French, 1984) e della parte centrale dell’isola di Banks nell’aprile 1979 (French, 1996). 77.. IILL CCAASSOO DDII EENNIIGGMMAA LLAAKKEE Enigma Lake è stato oggetto di numerose e detta- gliate indagini geofisiche (Lozej et al., 1992; 1994) e di indagini geomorfologiche e glaciologiche (Chinn et al., 1989; Lozej et al., 1992) in quanto presenta la peculia- rità di avere nella sua parte centrale una sottile copertu- ra glaciale e due coni detritici, dei quali il maggiore rag- giunge i 5 m di altezza ed il minore di circa 2 m. Chinn et al., (1989) hanno ipotizzato che tale forma rappresen- ti la parte visibile di un corpo glaciale risalente al Ross Sea Drift e presente nella depressione prima della for- mazione del lago. Del tutto simile è la spiegazione di Lozej et al. (1992) secondo i quali il ghiaccio lacustre avrebbe circondato e in parte sepolto un corpo glaciale relitto. Dalle osservazioni effettuate durante il mese di novembre 1998 è stato tuttavia possibile osservare come siano presenti non solo alcune zone di doming con numerose fratture radiali ma anche una rilevante quantità di acqua liquida in superficie ed in tasche al di sotto della superficie. E’ stata inoltre rilevata la presenza di ghiaccio di rigelo, di tipo non colonnare, intruso all’in- terno del ghiaccio lacustre circostante a dimostrazione dell’esistenza di processi di iniezione idrostatica. In que- sto contesto appare utile ricordare che gli stessi Autori hanno già rilevato l’esi- stenza di un emissario verso la Tethys Bay e che la presenza di acqua superficiale e di variazio- ni areali del bacino lacu- stre sono documentate anche dall’analisi di foto- grafie aeree dalle quali risulta circa il 5% di aumento di area nella porzione settentrionale nel 1985 rispetto al 1956 (Orombelli, 1990). Alla luce di queste evidenze è possibile rielaborare i dati prodotti nel corso degli anni dagli Autori prece- denti seguendo una diversa ipotesi genetica. Utili risultano in particola- re le analisi del contenuto in trizio riportate in Chinn et al. (1989) che eviden- ziano la presenza a circa 3 m di profondità di un orizzonte riferibile al periodo postnucleare (1954-1963) interposto tra ghiaccio prenucleare con un valore isotopico di 23 T.U. La presenza di un valore così elevato significa senza dubbio che acqua recente si è intrusa in ghiaccio più antico e che questa si è congelata durante la stagio- ne invernale (mantenendo così un valore isotopico più basso di quello attuale). Per tutte le considerazioni sopra esposte si ritiene più semplice spiegare la formazione dei coni detritici come prodotti del medesimo processo che genera il doming nei laghi. La formazione di ghiaccio di iniezione generato dalla presenza di acqua allo stato liquido, con- gelando nei mesi invernali, può esercitare una pressio- ne idrostatica tale sia da creare il doming, che da rialza- re il letto del lago (sul quale è presente uno strato di sedimenti dello spessore di 30-50 cm), dando così origi- ne ai coni detritici stessi. Nelle zone artiche, forme analoghe vengono distinte in perenni (come i pingo) e stagionali, note in generale come “seasonal frost mounds” (Porsild, 1938; Mackay, 1979), entrambe connesse con il processo di iniezione di ghiaccio generato dal rigelo di acque sotter- ranee circolanti. Talvolta però le forme perenni mostra- no sui fianchi la formazione di forme stagionali (Porsild, 1938) come, per altro verso, alcune forme stagionali (blister da ghiacciamento) possono riprodursi per diversi anni nel medesimo sito (Van Everdingen, 1978; Pollard & French, 1985). Si ritiene che nel caso delle forme indi- viduate nelle Northern Foothills si tratti di forme origina- te stagionalmente ma di durata perenne dal momento che non vengano smantellate con il disgelo durante la stagione estiva. Di rilevante interesse paleoclimatico ed ambienta- le sarebbe capire se questi episodi di crescita stagionali siano continui oppure discontinui e corrispondenti a sta- gioni estive particolarmente od eccezionalmente calde tali da generare la quantità di acqua circolante necessa- M. Guglielmin, H.M. French & F. Dramis Fig. 5 - Il cono di iniezione di Tarn Flat. Si noti la differenza di alterazione tra il materiale costituente il cono e la circostante copertura detritica. The frost-heaved mound of Tarn Flat. Note the different weathering of the rocks that composed the mounds and the surrounding debris cover. ria all’iniezione del ghiaccio durante il successivo inver- no. Proprio per questo motivo come indicato da Overpeck et al. (1998) si potrebbe utilizzare il monito- raggio di queste forme per evidenziare eventuali cam- biamenti climatici globali. RRIINNGGRRAAZZIIAAMMEENNTTII La presente ricerca è stata svolta all’interno del progetto 2a.1.3. del PRNA (Progetto Nazionale di Ricerca in Antartide). Si ringraziano i responsabili del- l’organizzazione e della logistica della Base Italiana di Baia Terra Nova ed i piloti della New Zealand Helicopters. Un particolare ringraziamento a Luigi Bonetti per l’aiuto sostanziale nella realizzazione delle sezioni criostratigrafiche e delle perforazioni. BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFIIAA Baroni C., 1996 - Antarctic geomorphological and gla- ciological 1:250,000 map series. Mount Melbourne Quadrangle (Victoria Land). PNRA. Museo Nazionale dell’Antartide Siena, Italy. Black R.F., 1973 - Growth of patterned ground in Victoria Land, Antarctica. In: Permafrost; North American Contribution, Second Int. Permafrost Conf., Yakutsk, USSR, Washington D.C., National Academy of Science, Publ. 2115, 193-203. Black R.F. & Berg T.E., 1966 - Patterned ground in Antarctica. Proceed. First Int. Permafrost Conf., National Academy of Sciences, National Research Council of Canada, Publ. 1287, 121-127. Bondesan A., Meneghel M., Salvatore M.C. & Stenni B., 1997 - Non sorted polygons in the Terra Nova Bay area (Victoria Land). In: Antarctic Region: Geological Evolution and Processes, Ricci C.A. Ed., Terra Antartica Publ., Siena, 957-963. Carter L.D., 1983 - Fossil sand wedges on the Alaskan Arctic Coastal plain and their palaeoenvironmental significance. Proceed. Fourth Int. Permafrost Conf., National Academy Press, Washington D.C., 109-114. Chinn T.J., Whitehouse I.E. & Hofle H.C., 1989 - Report on a reconnaissance of the glaciers of Terranova Bay area. Geol. Jb., Ser. E, 3388, 299-319. French H.M., 1996 - The periglacial environment, 2nd Ed. Longman Ltd., 341 pp. French H.M. & Gilbert R., 1982 - Periglacial phenomena near Churchill, Manitoba. Can. Nat., 110099, 433-444. Guglielmin M. & Dramis F., 1998 - Permafrost as a cli- matic indicator in Northern Victoria Land (Antarctica). Proceed. Seventh Int. Permafrost Conf., Yellowknife, N.W.T., Canada, Vol. 1, 147- 148. Lozej A., Tabacco I., Meneghel M., Orombelli G., Smiraglia C. & Longinelli A., 1992 - Radio-echo soundings of Enigma Lake (Northern Foothills, Victoria Land, Antarctica). Mem. Soc. Geol. It., 4466, 103-115. Mackay J.R., 1979 - An equilibrium model for hum- mocks (non-sorted circles), Garry Island, Northwest Territories. Geological Survey of Canada, Paper 79-1 A, 165-167. Mackay J.R., 1980 - The origin of hummocks, western Arctic coast. Can. J. Earth Sci., 1177, 996-1006. Müller F., 1959 - Beobachtung uber pingos. Meddelelser om Gronland, 115533 (3), 127 pp. Murton J.B. & French H.M., 1993 - Sand wedges and permafrost history, Crumbling Point, Pleistocene Mackenzie Delta, Canada. Proceed. Sixth Int. Permafrost Conf., Vol. 1, Beijing Science Press, 482-487. Orombelli G., 1990 - Glaciers and glacial morphology at Terra Nova Bay: an opportunity for significant stu- dies on environmental and climatic global changes. Mem. Soc. Geol. It., 4466, 9-16. Orombelli G., Baroni C. & Denton G.H., 1991 - Late Cenozoic glacial history of the Terra Nova Bay region, northern Victoria Land, Antarctica. Geogr. Fis. Dinam. Quat., 1133, 139-163. Overpeck J., Hughen K., Hardy D., Bradley R., Case R., Douglas M., Finney B., Gajewski K., Facoby G., Jennings A., Lamoureaux S., Lasca A., MacDonald G., Moore J., Retelle M., Smith S., Wolfe A. & Zielinski G., 1997 - Arctic environmen- tal change of the last four centuries. Science, 227788, 1251-1256. Péwé T.L., 1959 - Sand wedge polygons (tesselations) in the McMurdo Sound region, Antarctica. Am. J. Sci., 225577, 545-552. Piccardi G., Udisti R. & Casella F., 1994 - Seasonal trends and chemical composition of snow at Terra Nova Bay (Antarctica). Int. J. Envir. Anal. Chem., 5555, 219-234. Pollard W.H. & French H.M., 1984 - The groundwater hydraulics of seasonal frost mounds, Northern Yukon. Can. J. Earth Sci., 2211, 1073-1081. Pollard W.H. & French H.M., 1985 - The internal structu- re and ice crystallography of seasonal frost mounds. J. Glaciol., 3311, 157-162. Porsild A.E., 1938 - Earth mounds in unglaciated Arctic northwestern America. Geogr. Rev., 2288, 46-58. Van Everdingen R.O., 1978 - Frost mounds at Bear Rock near Fort Norman, N.W.T. 1975-1976. Can. J. Earth Sci., 1155,, 263-276. 157Permafrost e forme periglaciali ... Ms. ricevuto il 21 agosto 2002 Testo definitivo ricevuto il 28 gennaio 2003 Ms. received: August 21, 2002 Final text received: January 28, 2003