Cryostratigraphy of near-surface permafrost in University Valley, McMurdo Dry Valleys of Antarctica

The presence and origin of ground ice in cold and hyper-arid regions defies the conventional understanding of ground ice forming processes. This study investigates the amount, distribution and origin of ground ice in a sand-wedge polygon in University Valley, McMurdo Dry Valleys of Antarctica. Analysis of computed tomodensitometric scans revealed three types of cryostructures: structureless, suspended, and crustal. Excess ice distribution in two permafrost cores revealed greater ice content in the center of the polygon. Water isotope analysis suggests that the ground ice was emplaced by vapour deposition, similar to two nearby polygons. The higher ground ice content in the center of the polygon is likely related to the stability of the ground surface, with a less stable surface near the shoulder of the polygon as sediments fall into cracks. The results presented in this study enhance our understanding of ground ice and the processes, including environmental factors, which form the ice-cemented permafrost in cold arid regions. RÉSUMÉ La présence et l'origine de la glace de sol dans les régions froides et hyperarides défie la compréhension de la formation de la glace de sol. Cette étude examine la quantité, la distribution et l'origine de la glace de sol dans un polygone situé dans la vallée de l'Université, vallées sèches de McMurdo en Antarctique. Une analyse tomodensitométrique a identifié trois types de cryostructures: sans structure, suspendue et crustale. De la glace en excès a été observée dans les deux sites d’échantillonnage, bien que la teneur en glace fût plus élevée dans le centre du polygone. L'analyse des isotopes de l'eau suggère que la glace de sol est mise en place par diffusion de vapeur et sa déposition est semblable à deux polygones situés à proximité. La teneur en glace plus élevée dans le centre du polygone est liée à la stabilité de la surface du sol, avec une surface peu stable à proximité de l'épaulement du polygone. Les résultats présentés dans cette étude améliorent notre compréhension des processus, y compris les facteurs environnementaux qui forment le pergélisol de glace cimenté dans les régions froides et sèches.