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Secondary calcite crystallization and oxidation processes of granite near the summit of Mt. McKinley, Alaska

Processus secondaires de cristallisation et d’oxydation du granite près du sommet du Mont McKinley, Alaska

Kenji Yoshikawa, Yositomi Okura, Vincent Autier et Satoshi Ishimaru

Ce document sera publié en texte intégral et en libre accès en octobre 2008.

Résumé

Sur la montagne du Denali, Alaska (également connue sous le nom de Mont McKinley), les processus de désagrégation sont dominés par la cristallisation secondaire (calcite) et l’oxydation (vernis), avec une action limitée du gel. Pendant les étés de 2002 et 2003, deux sites d’étude (versants nord et sud d’une face rocheuse) situés à 5 710 m d’altitude sur le Denali ont montré un nombre limité de cycles gel-dégel actuels (30 et 63 cycles, respectivement) ; ces cycles peu fréquents sont semblables à ceux mesurés à l’intérieur des terres de l’Antarctique (46 cycles gel-dégel en 1994). Les conditions d’humidité de la roche ont été influencées par le rayonnement solaire et par la neige soufflée. La neige soufflée et sa fonte ont fourni une humidité abondante à la surface de la roche. Dans la tranche d’altitude de 3 000 à 3 500 m, la neige soufflée est la plus active sur les faces sud et sud-est où la température de la roche est la plus élevée. Le taux de saturation des fissures ou de surfaces poreuses est considéré comme minimal. La cristallisation secondaire et l’oxydation sont régies par l’évaporation de surface, l’apport d’humidité et les propriétés chimiques de la roche. Le paramètre le plus important dans le secteur d’étude est l’apport d’humidité, pour une même roche et un niveau de rayonnement solaire constant. Les particules de neige sont déplacées par les vents, apportant l’humidité à la surface de la roche où la neige s’entasse, principalement aux pieds des falaises et aux cols. La cristallisation secondaire et l’oxydation se sont ainsi plus développées aux pieds des falaises et au niveau des cols exposés au sud et au sud-est où la température est la plus élevée.

Abstract

On the mountain of Denali, Alaska (also known as Mt. McKinley), weathering processes are dominated by secondary crystallization (calcite) and oxidation (varnish), but frost action is limited. During the summer of 2002-2003, two study sites (a north-facing rock wall and a south-facing rock wall) on Denali showed limited numbers of effective freeze-thaw cycles (30 and 63 cycles, respectively) ; this infrequent cycling is similar to that found at sites in inland Antarctica (46 effective freeze-thaw cycles in 1994). Rock moisture conditions were influenced by solar radiation and snow blowing.  Blowing snow and subsequent melting provided abundant moisture to the rock wall. Elevation between 3000 and 3500 m experience the most active snow blowing, at the south to southeast facing rock wall. The saturation rate of the pore space or surface cracks is considered minimal. The secondary crystallization (calcite) and the varnish are controlled by surface evaporation, moisture supply, and the chemical properties of the rock. The most important control parameter in this study area was moisture availability, given the same bedrock and level of solar radiation. Snow particles are moved by jet stream winds, bringing moisture to the rock surface, where it collects mainly in lower cliffs and cols. Thus the secondary calcite crystallization and varnish developed severely in the lower cliffs and cols of high temperature at south-south west facing walls.

Index

Notes de la rédaction

Acknowledgments

The authors would like to thank the International Arctic Research Center (IARC) for financial support, the Japan Alpine Club and Hakusan Corporation for logistic support, and K. Irving and T. Saitoh for logistic support in the field.  The authors gratefully acknowledge the thorough reviews of Drs. A. Hequette, L. Hinzman, D. Sellier, S. Boatwright, and an anonymous reviewer for having improved this manuscript. The Thermal IR camera was made available by the Institute of Northern Engineering, University of Alaska Fairbanks.

Pour citer cet article

Référence électronique

Kenji Yoshikawa, Yositomi Okura, Vincent Autier et Satoshi Ishimaru, « Secondary calcite crystallization and oxidation processes of granite near the summit of Mt. McKinley, Alaska », Géomorphologie : relief, processus, environnement, numéro 3/2006, [En ligne], mis en ligne le 1 octobre 2008. URL : http://geomorphologie.revues.org/document147.html. Consulté le 25 juillet 2008.

Auteurs

Kenji Yoshikawa

Water and Environmental Research Center, University of Alaska, Fairbanks, Alaska 99775-5860, USA
ffky(at)uaf[point]edu

Yositomi Okura

Japan Alpine Club, Tokyo, Japan

Vincent Autier

CH2M Hill Anchorage, Alaska, USA

Satoshi Ishimaru

Geological Survey of Hokkaido, Sapporo, Japan