A model of the rate of frost shattering: Application to field data from Japan, Svalbard and Antarctica

An empirical model of the rate of bedrock frost shattering (Matsuoka, 1990b) was applied to field data obtained from four different environments: Japanese lowland and alpine regions, Svalbard and Antarctica. The model indicates that the annual frost shattering rate is a function of freeze‐thaw frequency per year, degree of saturation and bedrock tensile strength. Field measurements of these parameters were carried out for 1‐6 years on rockwalls in the four study areas. Despite the differences in thermal and moisture conditions, the model agreed fairly well with the field data, with the exception of those from Antarctica and part of Svalbard, where moisture is insufficient for frost shattering. The model predicts the weathering rates of bedrock situated in environments where frost shattering prevails. Un modèle empirique de la vitesse de désagrégation par le gel (Matsuoka, 1990b) a été appliqué aux données de terrain obtenues dans 4 environnements différents, à savoir: les basses terres et les régions alpines du Japon, Svalbard et l'Antarctique. Le modèle indique que la vitesse annuelle de désagrégation est fonction de la fréquence annuelle des cycles gel/dégel, du degré de saturation des roches et de la limite élastique à la traction. Des mesures de ces paramètres ont été réalisées pendant des durées variant de 1 à 6 ans sur des faces rocheuses dans les 4 régions étudiées. Bien que des différences existent dans les conditions thermiques et les conditions d'humidité, le modèle cadre bien avec les données de terrain, sauf dans l'Antarctique et une partie de Svalbard où l'humidité est insuffisante pour provoquer la désagrégation par le gel. Le modèle prédit les vitesses de gélivation du bedrock dans des enrionnements où la désagrégation par le gel est prépondérante.