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Deuterium, Tritium and Gross-Beta-Activity I... (1976)
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AttBAC H - ?t Alpine Forscfcunosstelle

der Uiiivtisiiui isnsUuck

Journal of Giadology, Vol. 17, No. 77, 1976 *£~) {/ /

DEUTERIUM, TRITIUM AND GROSS-BETA-ACTIVITY
INVESTIGATIONS ON ALPINE GLACIERS (ÖTZTAL ALPS)*

By W. Ambach, H. Eisner, M. Elsässer, U. Löschhorn,
(Physikalisches Institut der Universität Innsbruck, Innsbruck, Austria)

H. Moser, W. Rauert and W. Stichler

(Institut für Radiohydrometrie der Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH,

München, Germany)

Abstract. By measuring the deuterium contents of stream water, spring water and melt water, as well
as ice and snow samples, the mean contributions to melt water in the run-offfrom Hintereisferner have been
estimated: that of melt water being 60% and that of spring water being 40% in the months of July to Septem¬
ber. Spring water is characterized by very low deuterium contents, whereas ice-melt water and snow-melt
water in the summer were found to have about the same, rather high deuterium content. The deuterium
content in the run-off was subjected to considerable seasonal fluctuations owing to the. changing shares in
melt water and spring water. The deuterium contents in individual glacier run-offs show similar seasonal
fluctuations and are furthermore characterized by a parallel shift of the deuterium concentrations, because
of the different altitudes of catchment areas. Differences in the mean altitudes of catchment areas were
estimated for the winter and summer discharges on the basis of the isotope altitude effect.

The seasonal fluctuations of the tritium contents in glacier discharges are caused mainly by the melt
water from glacier ice, which contains practically no tritium. Minimum values of tritium content in the run-
off were thus found during the period of maximum ice ablation. The mean residence time of the base-flow
in the ground-wäter System of a catchment area was roughly estimated to be a few years on account of the
tritium content in the winter run-off and in the precipitations of past years.

Profiles of the gross beta activity in firn cores, despite a reduced atmospheric fall-out during the past
years, clearly show activity peaks in summer horizons that are suitable for net accumulation analyses. A
characteristic peak in the profile of the tritium content which may be attributed to the net accumulation of
1962/63 is well suited for use as a reference horizon.

Resume. Investigations sur les teneurs en deuterium, en tritium et l'activite beta brüte dans les glaciers alpins {Alpes
Ötztal). En mesurant la teneur en deute"rium des eaux courantes, eaux de sources et eaux de fönte, ainsi que
celle d'echantillons de glace et de neige, on a pu estimer la contribution moyenne des eaux de fontes dans les
de"bits issus de 1'Hintereisferner: pour les mois de juillet ä septembre, celle de l'eau de fusion est de 60% et
celle de l'eau de source de 40%. L'eau de source se caracte"rise par une tres grande pauvrete" en deute'rium
alors que les eaux de fusion de la glace et de la neige ont ä peu pres la meme teneur, assez e'leve'e, en
deuterium. Les richesses en deuterium dans l'emissaire sont sujettes ä des fluctuations saisonhieres considdr-
ables en raison des changements des contributions respectives des eaux de source et de fönte. Les teneurs en
deute'rium des e'coulements issus de chaque glacier individuel prdsentent des fluctuations saisonnieres similaires
et sont en plus caracte'rise'es par une Variation parallele des concentrations en deute'rium selon les difftrentes
altitudes des bassins d'accumulation. Les differences dans les altitudes moyennes des bassins d'alimentation
ont e"te" estime"es pour les de"bits hivernaux et estivaux compte tenu de l'effet de l'altitude sur les isotopes.

Les fluctuations saisonnieres de la teneur en tritium dans les de"bits glaciaires r6sultent surtout des eaux
de fönte de la glace de glacier qui ne contiennent ä peu pres pas de tritium. Les minimum de teneur en
tritium dans les e'coulements se situent donc pendant les p6riodes d'ablation maximum de la glace. Le temps
moyen de re'tention de l'eau du fond dans le Systeme phre'atique d'un bassin d'alimentation est approximative-
ment estimö ä quelques annees, eu £gard au contenu en tritium de l'e'coulement hivernal et des precipitations
des anndes pre"c6dentes.

Des profils de l'activite" be"ta brüte dans des carottes de ndve montrent clairement, malgre" la diminution des
retombees radio-actives atmosphe"riques au cours des dernieres anne"es, que les horizons d'e"te" presentent des
pointes utilisables pour l'analyse de l'accumulation annuelle. Une pointe caracte"ristique dans le profil de la
teneur en tritium que l'on peut attribuer ä la saison d'accumulation 1962-63 est bien placde pour constituer
un horizon de re'fe'rence.

Zusammenfassung. Deuterium-, Tritium- und Gesamt-Beta-Aktivitäts-Untersuchungen auf Alpengletschern
(Ötztaler Alpen). Aus Messungen der Deuteriumgehalte von Bachwasser, Quellwasser und Schmelzwasser
sowie von Eis- und Schneeproben wurden die mittleren Anteile von Schmelzwasser zu 60% und von Quell¬
wasser zu 40% im Abfluss des Hintereisferners für die Monate Juli bis September ermittelt. Quellwasser ist
durch besonders geringen Deuteriumgehalt gekennzeichnet, während für Eisschmelzwasser und Schnee¬
schmelzwasser im Sommer etwa gleich grosse, jedoch relativ hohe Deuteriumgehalte gemessen wurden.
Durch den wechselnden Anteil von Schmelzwasser und Quellwasser im Jahresabfluss ergeben sich grosse

* Paper presented at the International Symposium on Isotopes and Impurities in Snow and Ice, 28-30 August
1975, organized by the International Commission of Snow and Ice of the International Association of the Hydro-
logical Sciences during the XVI General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics,
Grenoble, France.

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