El casquete glaciar Quelccaya (también conocido como casquete glaciar Quenamari ) es la segunda zona glaciar más grande de los trópicos, después de Coropuna . Ubicado en la sección de la Cordillera Oriental de los Andes en Perú , el casquete cubre un área de 42,8 kilómetros cuadrados (16,5 millas cuadradas) con hielo de hasta 200 metros (660 pies) de espesor. Está rodeado de altos acantilados de hielo y varios glaciares de salida , el más grande de los cuales se conoce como glaciar Qori Kalis ; también hay lagos, morrenas , turberas y humedales . Hay una rica flora y fauna, incluidas aves que anidan en el casquete glaciar. Quelccaya es una fuente importante de agua, que eventualmente se derrite y fluye hacia los ríos Inambari y Vilcanota .
En el pasado, Quelccaya era mucho más grande y se fusionó con glaciares vecinos durante el Pleistoceno . Se produjo una expansión secundaria durante la Reversión del Frío Antártico o las anomalías climáticas del Dryas Reciente . A principios del Holoceno, el manto de hielo se redujo a un tamaño menor que el actual; hace unos 5.000 años, comenzó una expansión neoglacial . Varias morrenas, especialmente en el valle de Huancané, dan testimonio de expansiones y cambios pasados de Quelccaya, aunque la cronología de las morrenas individuales a menudo no está clara.
Después de alcanzar un nivel alto secundario (expansión de área) durante la Pequeña Edad de Hielo, Quelccaya se ha ido reduciendo debido al cambio climático provocado por el hombre ; en particular, el glaciar Qori Kalis se ha estado retirando significativamente. La vida y los lagos han estado ocupando el terreno dejado por el hielo en retirada; estos lagos pueden ser peligrosos ya que pueden causar inundaciones cuando se rompen. Los modelos climáticos predicen que, sin medidas de mitigación del cambio climático , es probable que Quelccaya desaparezca durante el siglo XXI o XXII.
Geografía
El casquete glaciar de Quelccaya se encuentra en las tierras altas tropicales del sur de Perú , en la Cordillera Oriental /Andes orientales. [2] [3] La cordillera Vilcanota está a diez kilómetros (6,2 millas) al noroeste de Quelccaya, [4] [5] y a veces se considera que Quelccaya es parte de ella; [6] ocasionalmente Quelccaya también está vinculado a la cordillera Carabaya . [7] Al este de Quelccaya, los Andes caen abruptamente hacia la cuenca del Amazonas . [8] La selva amazónica , a solo 40 kilómetros (25 millas) de distancia, apenas se puede discernir desde la cumbre de Quelccaya. [9] El lago Titicaca está a 120 kilómetros (75 millas) al sur de Quelccaya. [10] Administrativamente, Quelccaya es parte del departamento de Cuzco . [11]
Los Andes en Perú, Ecuador y Bolivia se subdividen en varias cadenas montañosas separadas , muchas de las cuales están glaciares por encima de los 5.000 metros (16.000 pies) de elevación; Perú contiene alrededor del 70% de todos los glaciares tropicales. [12] [13] Junto con el volcán Coropuna también en el sur de Perú y los cuerpos de hielo en Nueva Guinea y las montañas Rwenzori en África, Quelccaya es uno de los pocos casquetes polares tropicales del mundo; [14] [15] [16] durante las épocas glaciares había más casquetes polares que pueden haberse parecido a Quelccaya. [17] La existencia de dos casquetes polares más pequeños al sur de Quelccaya se informó en 1968. [18]
Geografía humana
El casquete glaciar se encuentra en una zona remota. [10] También se le conoce como Quenamari y a veces se escribe Quelcaya. [19] [20] El casquete glaciar comparte el nombre "Quelccaya" con un pueblo en el distrito de Corani en Perú; el nombre del pueblo se deriva de la palabra quechua k'elccay , "escribir en". [21] Desde 2020, Quelccaya es parte del Área de Conservación Regional Ausangate, un área protegida , [22] y la población local considera a Quelccaya un apu importante , un espíritu santo. [23] [24]
La región alrededor de la capa de hielo está escasamente poblada. [25] La ciudad de Cuzco se encuentra a 130 kilómetros (81 millas) al noroeste de Quelccaya, y Sicuani está a 60 kilómetros (37 millas) al suroeste. [26] [27] La carretera más cercana todavía está a 40 kilómetros (25 millas) de la capa de hielo y el resto del viaje puede tomar tres días con animales de carga para llegar a la capa de hielo. [28] Hay varios campamentos en Quelccaya, [29] incluido uno cerca del margen de hielo noroeste. [30] Un mapa de 1974 muestra una granja en el río Huancané al suroeste de Quelccaya, a unos 12 kilómetros (7,5 millas) del margen de hielo. [31] [32]
Capa de hielo
El casquete glaciar Quelccaya [a] se extiende hasta 17 kilómetros (11 millas) de norte a sur y entre 3 y 5 kilómetros (1,9 y 3,1 millas) de este a oeste. [28] Quelccaya es un casquete glaciar de baja elevación que se eleva por encima del terreno circundante; [13] [34] el casquete glaciar se encuentra a una altitud de 5200–5700 metros (17 100–18 700 pies). [35] La cumbre más alta en el área del casquete glaciar es Joyllor Puñuna ; su elevación sobre el nivel del mar se da de diversas formas como 5743 metros (18 842 pies), [5] 5645 metros (18 520 pies) [36] o 5670 metros (18 600 pies). [37] Otra cumbre es la de Ccoyllorhuaycuna, de unos 5.400 metros (17.700 pies) de altura. [38] El Nevado Jatun Quenamari y el Nevado Cuncunani forman extensiones hacia el este de la capa de hielo. [39] La elevación de la línea de nieve se ha estimado entre 5.250 y 5.300 metros (17.220 y 17.390 pies). [40]
El hielo forma una estructura relativamente delgada y plana con varias cúpulas de hielo. [b] [29] [41] Se considera que el número de cúpulas de hielo es de dos, tres o cuatro. [31] [41] [36] Cerca de la cima de la capa de hielo, el hielo tiene un espesor de 100 a 150 metros (330 a 490 pies), [42] con un espesor máximo de unos 200 metros (660 pies), [31] y a partir de 2018 [actualizar]el hielo tiene un volumen total de más de 1 kilómetro cúbico (0,24 millas cúbicas). [43]
Entre 1975 y 2010, Quelccaya cubría una superficie media de 50,2 kilómetros cuadrados (19,4 millas cuadradas). Esta superficie ha disminuido con el tiempo [13] y en 2009 se había reducido a 42,8 kilómetros cuadrados (16,5 millas cuadradas), lo que la hace más pequeña que el hielo de Coropuna [44] [45] , que no está disminuyendo tan rápidamente [46] . Antes de esta disminución, Quelccaya era considerada la zona de hielo más grande de los trópicos [44 ].
El hielo fluye radialmente hacia afuera desde la capa. [47] Los acantilados de hielo que alcanzan alturas de 50 metros (160 pies) forman la mayor parte del margen de Quelccaya. [10] [31] A menudo muestran capas en bandas de 0,5 a 1 metro (1 pie 8 pulgadas - 3 pies 3 pulgadas) de espesor, [48] [32] y hay flautas o surcos y carámbanos . [49] Sobre los interfluvios , el borde de la capa de hielo está ensenada; es decir, los bordes de la capa de hielo se retiran por encima de las áreas entre los valles de salida o los glaciares. [50] En los lados sur y oeste, partes de la capa de hielo terminan en acantilados escarpados como los de las regiones polares . [31] [51] Desde las cascadas de hielo , glaciares cortos de hasta 2 kilómetros (1,2 mi) de largo [52] descienden a elevaciones de 4.900–5.100 metros (16.100–16.700 pies), con elevaciones más bajas alcanzadas en el lado oriental. [14] [31] [36] El más grande de estos glaciares es el glaciar Qori Kalis , [10] que se extiende desde el sector norte de Quelccaya hacia el oeste. [1] [53] Existe un contraste entre los glaciares en forma de lóbulo que emanan hacia los valles poco profundos del lado suroeste de Quelccaya y los glaciares más empinados con grietas que descienden hacia valles más profundos en otras partes alrededor de la capa de hielo. [54] En el lado sur, la capa de hielo termina en cuatro circos con cascadas de hielo en su cabecera y cuatro conjuntos de morrenas río abajo. [55] El derretimiento en Quelccaya ocurre en la parte inferior, [56] y el agua de deshielo se descarga en los márgenes. [57] En la parte superior de la capa de hielo, la mayor parte de la pérdida de hielo se debe a la sublimación . [58]
Vista de Quelccaya desde el sur en 2012
Estructuras físicas
Las condiciones en la capa de hielo son polares , [18] [59] y la superficie del hielo tiene estructuras como penitentes [c] y sastrugi . [18] [60] Los penitentes se producen especialmente en elevaciones más bajas en la capa de hielo; [60] en elevaciones más altas se vuelven más pequeños y finalmente desaparecen, reemplazados por cristales de hielo en forma de placa que miden 0,5-1 centímetro (0,20-0,39 pulgadas). Hacia la cumbre, las placas son reemplazadas por cristales en forma de columna o, con menos frecuencia, en forma de aguja, y eventualmente por cristales dendríticos en la cumbre. [61] En la cumbre hay lentes de hielo, probablemente derretidos. [62]
Los reconocimientos realizados entre 1974 y 1977 encontraron cuevas glaciares en la capa de hielo de Quelccaya, [63] incluidas cuevas alargadas donde el hielo ha superado un obstáculo creando así un espacio vacío, [14] y cuevas asociadas a grietas que se forman cuando se cubren. [64] [65] Las cuevas tienen paredes estriadas y contienen corales de cueva , coladas , estalactitas y estalagmitas ; [14] [65] estas formaciones de cuevas están hechas de hielo. [66]
Características físico-químicas
La capa de hielo contiene hielo templado . [d] [67] [68] [69] En 2003, el hielo tenía temperaturas similares en todo su espesor [70] mientras que una publicación de 1978 informó que las temperaturas en el hielo y su densidad aumentaron con la profundidad. [32] [71] Las temperaturas de los glaciares en la base de Quelccaya alcanzan el punto de fusión por presión , excepto en algunos lugares. [72] Los datos de radar indican la presencia de bolsas de agua en el hielo. [69]
El hielo de Quelccaya no parece haber sido particularmente erosivo durante el Holoceno tardío, como lo indica la preservación de restos de plantas debajo de él. [73] La capa de hielo puede haber estado en un estado templado y erosivo cuando estaba retrocediendo (como durante el Holoceno temprano), y de base fría y, por lo tanto, no muy erosivo durante la expansión del Holoceno tardío. [74] [75] Los glaciares de base fría no producen mucha agua de deshielo y no erosionan el suelo sobre el que descansan a medida que fluctúan. [76]
Especialmente durante la estación seca, el hierro , la sílice y el sodio se acumulan en la capa de hielo en forma de micropartículas; la mayoría de estas micropartículas se originan en el área del Altiplano de los Andes y posiblemente en el mar. [77] También se encuentran sulfatos y nitratos y pueden originarse en la Amazonía; [78] sus concentraciones en Quelccaya se asemejan a las de la nieve en las regiones andinas. [79] Las partículas son más gruesas cuando se depositan durante la estación húmeda, quizás debido a las tormentas de la estación húmeda. [26] También se han encontrado diatomeas , insectos , sus partes del cuerpo y polen en el hielo. [80] [81] [82] La composición del hielo puede estar influenciada por el tipo de precipitación . [83]
Durante el invierno, la mayor parte de la radiación solar se refleja en el hielo, con un albedo (reflectividad) del 80%. [84] Como se informó en 1979, 1981 y 2013, hay poca energía disponible en la parte superior del casquete glaciar de Quelccaya, ya que la radiación entrante y saliente están esencialmente equilibradas. [48] [85] [86] [87] Este patrón de radiación, junto con la temperatura y el viento, influyen en la apariencia de la superficie del hielo de Quelccaya. [88] Lejos del casquete glaciar, la radiación solar es capaz de evaporar rápidamente cualquier nieve. [89]
Geomorfología
La meseta sobre la que se levanta Quelccaya presenta un lecho rocoso liso con una pendiente de noreste a suroeste, pero es relativamente plana, de modo que incluso un pequeño aumento en el nivel de congelación resultará en un gran cambio en el hielo. [1] [10] La meseta está rodeada de formaciones terrestres conocidas como escarpes y una serie de valles emanan de la meseta. [15] [90]
En el lado occidental de Quelccaya, estos valles incluyen, desde el noroeste de la capa de hielo hacia el sur, el valle de Qori Kalis, el valle de Challpa Cocha, [91] el valle de Huancané y el valle "South Fork" [e] . [91] En el lado oriental se encuentran, desde el norte de la capa de hielo hacia el sur, Jatun Cucho, Huasa Paco-Queoñani, Anccasi, Paco Cucho, Huayllani y Huancarane. [39] El valle de Huancané tiene 0,5 kilómetros (0,31 millas) de ancho y es plano y tiene el valle "South Fork" como afluente. [42] El valle de Huancané corre hacia el suroeste lejos de Quelccaya y está ocupado por el río Huancané. [92] [93] Las morrenas de los glaciares se encuentran en los valles que irradian desde la capa de hielo y contienen depósitos aluviales y turberas , estanques y humedales dentro de depresiones. [51] [94] [95] También se encuentran arcillas y turba incorporadas en las morrenas; afloran donde las inundaciones han erosionado las morrenas. [54] [96] Bloques de rocas con tamaños de hasta 7 metros (23 pies) salpican el fondo del valle. [42] En algunos lugares, es probable que los glaciares hayan extraído las rocas subyacentes. [97]
En la región de Quelccaya y la Cordillera Vilcanota se encuentran varios lagos, entre ellos Sibinacocha, al sur de la Cordillera Vilcanota. Entre los lagos cercanos a la zona de la capa de hielo de Quelccaya: [101]
Laguna Accocancha/Aconcancha y Laguna Paco Cocha valle arriba de Aconcancha, ambas al sur del valle de Huancané. [102] [103] [104]
Anauta Cucho y Ccomer Cocha en el lado oriental del casquete de hielo en la cabecera de los valles de Huayllani y Anccasi, respectivamente. [39]
Challpacocha al oeste-suroeste de Qori Kalis; es un lago tarn que recibe agua de deshielo de Quelccaya a través de varios canales que fluyen por humedales. [95] [99]
Churuyo al suroeste de Quelccaya. [102]
Lado del Quelccaya, Lado del Quelccaya 2 y Laguna 5 al oeste. [101]
"Lago Norte", "Lago Campamento Base" y "Lago Boulder" al oeste de Quelccaya. Estos tres lagos se encuentran a una altitud de 5.100 a 5.200 metros (16.700 a 17.100 pies) y se formaron dentro de depresiones del lecho rocoso cuando los glaciares retrocedieron. [1]
Estanque Pegador al oeste-noroeste de la capa de hielo. [101]
"Yanacocha" en el valle "South Fork" al oeste de Quelccaya. [27] [105] También es un lago de tipo tarn [95] y se desarrolló en una cuenca anteriormente glaciar debajo de una pared de ignimbrita. Actualmente forma una cuenca hidrográfica separada de Quelccaya ya que no recibe agua de deshielo. [27]
Geología
Quelccaya se encuentra sobre una meseta formada por ignimbritas y tobas soldadas , [31] [36] que son de composición riolítica aunque también se ha reportado la presencia de andesita . [42] [106] Las rocas fueron emplazadas durante el Mioceno hace seis millones de años y solo ha ocurrido poca erosión desde entonces. [42] [107] Los volcanes pueden correlacionarse con los volcanes Quenamari más al este. [108] Al oeste de Quelccaya una falla normal del Holoceno corre en dirección norte-sur, parte del sistema de fallas de Ocongate; [109] este sistema de fallas se extiende a través de la Cordillera Vilcanota y tiene morrenas desplazadas, lo que indica que está activo. [110] [111]
Clima
Anualmente, alrededor de 1.150 milímetros (45 pulgadas) de equivalente de agua de nieve se acumulan en Quelccaya, [10] en forma de granizo , alrededor de 2-3 metros (6 pies 7 pulgadas - 9 pies 10 pulgadas) de nieve [f] con lluvias que a veces ocurren cerca de sus márgenes y también cerca de su cumbre. [113] [114] [115] Esto es mucho más húmedo que la mayoría de los Andes tropicales, una consecuencia de la proximidad de Quelccaya al Amazonas . [42] Esta humedad se origina en el Amazonas y el Océano Atlántico y es transportada a Quelccaya por los vientos alisios ; una inversión de temperatura y los efectos de bloqueo de la topografía costera evitan que la humedad del Océano Pacífico llegue a la capa de hielo. [1] [116]
La mayor parte de las precipitaciones se producen en el verano austral durante el monzón de verano , [117] cuando la alta insolación conduce a una intensa convección y lluvias. [115] La ubicación de la capa de hielo también generó precipitaciones orográficas [118] , un tipo de precipitación forzada por el ascenso del aire sobre las montañas. [119] La mayor parte de las nevadas se producen durante el paso de frentes fríos e inclusiones de aire frío; la cantidad neta depende de la duración de la estación húmeda. [120] [121] [122] La mayor parte de las precipitaciones se producen por la tarde, pero una segunda fase se produce durante la noche. [112]
A diferencia de la precipitación, las temperaturas son relativamente estables durante todo el año con diferencias de temperatura entre el día y la noche que superan las estacionales. [10] [52] Se infiere que las temperaturas en la parte superior de Quelccaya están entre −4,8 °C (23,4 °F) y −4,2 °C (24,4 °F). Para el margen de Quelccaya, las temperaturas medias se han inferido bajo el supuesto de que la tasa de gradiente térmico [g] es constante. Variando entre −6,3 y 0,9 °C (20,7 y 33,6 °F), la temperatura media en el margen es de −3,3 °C (26,1 °F) durante la estación seca. Durante la estación húmeda varía entre −3,1 y 2,9 °C (26,4 y 37,2 °F) con una media de −0,5 °C (31,1 °F). [1] [36] Como consecuencia del calentamiento global , las temperaturas en la cumbre de Quelccaya a veces suben por encima del punto de congelación, acelerando la contracción de la capa de hielo. [41] [124]
Los vientos son más fuertes durante el día y soplan principalmente desde el oeste, excepto durante la temporada de lluvias, cuando también vienen del este o el noreste. [125] [126] La propia capa de hielo genera su propio viento catabático descendente , que sopla sobre el hielo y se desvanece rápidamente con la distancia desde el margen del hielo. [127]
Variabilidad climática
El clima está influenciado por El Niño-Oscilación del Sur y por la posición de la Zona de Convergencia Intertropical ; [27] [128] durante los años de El Niño, la precipitación es mucho menor ya que los vientos del oeste suprimen el transporte de humedad del este a Quelccaya. [27] [117] Durante el fuerte evento de El Niño de 2014-2016 , hubo una disminución neta en la altura de la nieve en Quelccaya. [129] Además, durante El Niño hay una "carga frontal" de precipitación con un inicio más temprano del monzón y una disminución de la precipitación en su fase media y tardía. [130] Las temperaturas también están moduladas por los eventos de El Niño, durante los cuales se observa un aumento aunque las temperaturas invernales disminuyen. [129] [130] [131]
Los núcleos de hielo muestran evidencia de variabilidad climática pasada, como aumento de precipitaciones en los años 1870-1984, 1500-1720, 760-1040 y sequía en los años 1720-1860, 1250-1310, 650-730, 570-610 y 540-560. [132] Uno de estos períodos húmedos se ha correlacionado con la Anomalía Climática Medieval hace 1.000-700 años, [133] mientras que los períodos de sequía se han vinculado a cambios culturales en la cultura moche peruana y al colapso del imperio precolombino Tiwanaku . [134] [135] Aparte de las precipitaciones, el clima en Quelccaya se ha mantenido estable durante los últimos 1500 años. [136] Durante las últimas décadas, las precipitaciones no han fluctuado significativamente [13] pero las temperaturas han aumentado de manera constante. [131]
El terreno al oeste de Quelccaya está escasamente cubierto de vegetación de tundra de gran altitud . [27] [137] La vegetación de la región se conoce como pastizal de puna ; [138] [52] por encima de los 4.300 metros (14.100 pies) de elevación se define como "super-Puna", y consiste en hierbas y arbustos como Plantago y árboles como Polylepis que crecen hasta la capa de hielo y a menudo tienen una apariencia de krummholz . [139] El principal uso humano del área es el pastoreo de ganado , pero también se ha informado de la plantación de cultivos . [27] [140]
Hay más de cincuenta especies de plantas en el terreno alrededor de la capa de hielo. [140] Las plantas acuáticas se encuentran en lagos. [95] La escorrentía glaciar y la precipitación garantizan un amplio suministro de agua, lo que lleva al desarrollo de humedales conocidos como bofedales y turba; [42] La planta de cojín Distichia muscoides es la planta dominante en los bofedales y estos humedales son puntos críticos de biodiversidad, [29] [95] [141] pero los pastos en penacho se han estado expandiendo en los humedales a medida que el hielo retrocede. [141] Otras plantas incluyen Festuca orthophylla (una hierba), Jarava ichu (pasto pluma peruano) y ortigas . [23] Se han identificado veintitrés especies de líquenes que crecen en las rocas en Quelccaya. [137] [140]
Entre los animales hay 60 especies de aves, [29] mientras que los mamíferos en la región circundante incluyen zorros andinos , gatos monteses andinos , venados , vicuñas y vizcachas , [23] [142] y anfibios y pulgas de agua se encuentran en lagos. [95] [140] Se sabe que dos aves, [143] el pinzón glaciar y el tirano terrestre de frente blanca anidan en la capa de hielo de Quelccaya, [143] [144] principalmente dentro de cavidades en el hielo que son apenas accesibles para los humanos. [143] Se sabe que el pinzón anida en el hielo en otras partes de los Andes tropicales, [115] y otras especies de aves también pueden anidar en el hielo de Quelccaya. [141] Aparte de estos pinzones, solo se sabe que los pingüinos emperador anidan en el hielo; el hielo es un entorno inadecuado para la crianza de aves jóvenes y Quelccaya presenta desafíos adicionales relacionados con su gran altitud. [11] [29] Otras aves anidan en lugares protegidos en el área general de Quelccaya y algunas especies también se posan en el hielo. [145]
Investigación y seguimiento científico
Los glaciares de la región han sido monitoreados desde la década de 1970. Se han utilizado núcleos de sedimentos en lagos y turba, [53] mapeo de morrenas, datación por radiocarbono e isotópico cosmogénico para inferir estados pasados de la capa de hielo, [146] y desde 1976 Quelccaya es reconocido regularmente. [147] Una estación meteorológica automatizada que registra parámetros meteorológicos fue instalada en 2003 y reinstalada en 2004 después de vandalismo, [148] y la nieve es muestreada anualmente aunque no existen registros continuos de precipitación. [13] [117] El paleoclimatólogo estadounidense Lonnie Thompson y la Universidad Estatal de Ohio (OSU) han estado monitoreando Quelccaya desde 1974 y la capa de hielo ha sido investigada por su glaciología y por su clima pasado y presente. [149] [150]
Núcleos de hielo
La apariencia estratificada de la capa de hielo de Quelccaya en sus márgenes sugirió a los científicos que la capa de hielo podría usarse para obtener núcleos de hielo con resolución anual. [151] Después de un programa de campo de verano que duró entre 1976 y 1984, [152] en 1983 Thompson y el equipo de OSU obtuvieron dos núcleos de hielo de 163,6 metros (537 pies) y 154,8 metros (508 pies) de largo [h] del área central de la capa de hielo. [30] [47] [154] Los núcleos de hielo se perforaron con la ayuda de un taladro de hielo con energía solar desarrollado específicamente para Quelccaya porque no se podían llevar otras fuentes de energía a la capa de hielo. [47] [155] Estos núcleos de hielo fueron investigados por el Centro de Investigación Polar Byrd de OSU . [156] Cubren un lapso de tiempo de 1.500 y 1.350 años, y el núcleo de hielo más largo se remonta al 470 d . C. [i] [47] [153] [158] En 1976 se obtuvo otro núcleo de hielo más corto, de 15 metros de longitud y con una duración de ocho años; se obtuvieron otros en 1979, 1991, 1995 y 2000. [147]
Las capas de polvo depositadas durante la estación seca permiten la determinación de capas anuales, [47] [159] que se caracterizan por adelgazarse hacia abajo. [85] La ceniza volcánica depositada por la erupción del Huaynaputina de 1600 se ha utilizado para datar los núcleos de hielo; [160] [161] a su vez, el volumen de la erupción se reconstruyó a partir del espesor de la ceniza en el núcleo de hielo. [162]
Se han obtenido varios resultados de investigación con los núcleos de hielo de Quelccaya:
Las variaciones en la relación de isótopos de oxígeno registran la Pequeña Edad de Hielo , [165] que claramente se destaca en el registro del núcleo de hielo de Quelccaya. [166] El registro de Quelccaya se utilizó para inferir que la Pequeña Edad de Hielo fue un evento global, [167] y que las variaciones de temperatura y precipitación tuvieron lugar durante la Pequeña Edad de Hielo. Una fase húmeda temprana ocurrió entre 1500 y 1720 y una fase seca tardía entre 1720 y 1880. [165] [168] En la capa de hielo, la Pequeña Edad de Hielo terminó relativamente repentinamente alrededor de 1880. [169]
Las proporciones de isótopos de oxígeno también varían durante los años de El Niño y los núcleos de hielo se han empleado para hacer un registro de los eventos ENSO. [79] [130] Los eventos de El Niño de 1976 y 1982-1983 se han identificado en los núcleos de hielo. [170]
En el registro de núcleos de hielo de Quelccaya se ha encontrado una correlación entre la precipitación sobre la capa de hielo, los niveles de agua en el lago Titicaca y los rastros de la grave sequía ocurrida entre 1933 y 1945. [171] [172]
Otros hallazgos en los núcleos de hielo son nubes de polvo generadas por terremotos en las secas costas de Atacama y del Pacífico del Perú, [176] polvo correlacionado con sequías, rastros del ciclo de Suess que es un ciclo solar, [177] [178] evidencia de actividad industrial Inca y española en América del Sur, y finalmente de agricultura alrededor del lago Titicaca. [171] [179]
Los núcleos de hielo de Quelccaya se utilizan ampliamente para reconstruir estados climáticos pasados. [180] Quelccaya fue la primera capa de hielo fuera de las regiones polares de la que se obtuvieron núcleos de hielo antiguos, [35] [181] y es el sitio del primer registro de núcleos de hielo resuelto anualmente de los Andes tropicales; demostró la utilidad del hielo tropical para estudios de núcleos de hielo [124] [182] y la toma de estos núcleos se ha llamado un "paso importante" en el muestreo de hielo de gran altitud en el mundo. [183] Quelccaya fue seleccionado como un sitio para la investigación de núcleos de hielo extrapolares, ya que está ubicado en los trópicos escasamente investigados y se encuentra a una elevación mayor que Puncak Jaya en Indonesia o las montañas Rwenzori en África ; por lo tanto, el hielo es menos perturbado por el agua de deshielo que se percola. [48] Debido a la falta de variaciones estacionales de temperatura y de patrones climáticos sinópticos , los glaciares tropicales pueden registrar principalmente el cambio climático secular . [10] La forma de domo y el bajo rango de elevación de la capa de hielo de Quelccaya dan como resultado grandes respuestas de la extensión del hielo a cambios relativamente pequeños en la altitud de la línea de equilibrio . [j] [185]
Historia natural
Las morrenas depositadas por glaciares más antiguos indican que durante el Pleistoceno y el Holoceno los glaciares se extendieron sobre superficies más grandes, [53] cubriendo el área con deriva arenosa derivada de ignimbritas. [93] El hielo se extendió sobre la llanura cubierta de till y afloramientos al oeste de Quelccaya y se conectó con el casquete glaciar de la Cordillera Vilcanota. [186] [187] Durante la extensión máxima, el hielo alcanzó elevaciones de 4.500 metros (14.800 pies) a medida que la altitud de la línea de equilibrio disminuyó en 360 metros (1.180 pies); [188] este cambio en la altitud de la línea de equilibrio es considerablemente menor que la disminución encontrada en otras partes de los Andes peruanos y puede reflejar controles topográficos en la expansión de los glaciares. [189] [190] La conexión con el casquete glaciar de Vilcanota puede haber ocurrido durante el último máximo glaciar . [40]
No quedan evidencias directas de expansiones glaciares en tiempos anteriores a la etapa isotópica marina 4, aunque una glaciación temprana de Quelccaya tuvo un avance de hielo al doble de la distancia que se suponía durante la glaciación de Wisconsin . [14] [191] La extensión máxima ocurrió hace unos 20.000 años o entre 28.000 y 14.000 años atrás. [k] La extensión máxima ocurrió durante la glaciación Weichseliana /Wisconsin y dentro de la etapa isotópica marina 2. [189] [190] [192] [193]
Hace entre 13.600 y 12.800 años, Quelccaya se había retirado de manera concomitante con la contracción global de los glaciares al final del último máximo glacial. Un nuevo avance ocurrió hace 12.500 años, vinculado a un clima más frío y húmedo durante el Younger Dryas . El retroceso se reanudó hace 12.400 años y hace entre 11.800 y 11.600 años, la capa de hielo había alcanzado una extensión como durante la Pequeña Edad de Hielo y los tiempos modernos. [194] [195] Otra cronología propuesta indica una expansión glaciar que comenzó hace 13.300 años y terminó hace 12.900 años, con Quelccaya alcanzando un tamaño no mucho mayor que durante el Holoceno hace 12.800 años. [196] Un escenario final prevé un avance entre 12.700 y 11.000 años. [197] Es posible que haya habido dos reavances, uno a principios del Dryas Reciente y el otro hace unos 12.600 años. [198] Una detención en la retirada o un avance real de Quelccaya puede o no haber ocurrido al mismo tiempo que existía el antiguo lago Tauca en el Altiplano, [l] y es posible que la retirada haya ocurrido durante el Dryas Reciente medio. [198] [200]
Holoceno
Durante el Holoceno, Quelccaya no se expandió más allá de 1 kilómetro (0,62 millas) de su posición actual y no se han encontrado morrenas del Holoceno temprano. [201] [202] Es posible que durante el Holoceno medio Quelccaya estuviera completamente libre de hielo; [203] los depósitos de turba y los núcleos de hielo indican que estaba reducido o incluso ausente en ese entonces. [204] Hasta hace 7.000 años o entre al menos 7.000 años y unos 5.000 años atrás, las plantas crecían en sus márgenes, [185] [205] [206] incluida la vegetación de turbera acolchada a juzgar por los restos expuestos. Esta contracción puede estar relacionada con un clima más cálido y seco en ese momento. [206] [207]
La capa de hielo comenzó a crecer de nuevo en una época de cambio climático global, hace 5.000 años, que incluyó el secado del Sahara al final del período húmedo africano y condiciones más húmedas y frías en las zonas extratropicales. [208] [209] Esta reexpansión fue parte de la expansión global de los glaciares neoglaciales ; [210] este patrón de una capa de hielo más grande durante el Holoceno tardío que durante el temprano es similar al de los glaciares del hemisferio norte y puede reflejar la insolación del hemisferio norte. [74] Una historia similar de contracción del Holoceno temprano seguida de expansión del Holoceno tardío se ha observado en las montañas Rwenzori en África. La capa de hielo alcanzó su extensión máxima del Holoceno durante la Pequeña Edad de Hielo. [211] [212]
Hace unos 4.000 años, se produjo un nuevo retroceso bajo la influencia de climas más cálidos y secos, [213] y también se produjo otra contracción entre 3.000 y 1.500 años atrás. [214] Alternativamente, 3.400 y 1.500 años antes del presente, la capa de hielo puede haberse extendido 1 kilómetro (0,62 millas) más allá de su límite actual, y alrededor de 0,8 kilómetros (0,50 millas) más allá de su límite hace 1.600 años. [215]
Cronología en Huancané y Qori Kalis
En el valle de Huancané se han datado múltiples morrenas. [36] Aquí se han identificado tres etapas glaciares separadas: H1 (la más corta), H2 y H3 (la más larga). [103] Han dejado morrenas a 8 kilómetros (5,0 mi), 4 kilómetros (2,5 mi) y 1 kilómetro (0,62 mi) del margen de hielo de 2002 y también se conocen como Huancane I, Huancane II y Huancane III, nombres que a veces se aplican a los propios avances glaciares. [104] [216] Las morrenas del valle son morrenas terminales y consisten en conjuntos de crestas de hasta 1 kilómetro (0,62 mi) de ancho. [40] [217] Los cantos rodados encontrados en las morrenas de Huancane III tienen apariencias más frescas que las de las otras morrenas. [93] Huancane III también ha sido subdividida en Huancane IIIa, IIIb y IIIc y Huancane II en Huancane IIa, IIb y IIc. [42] [98] Todas estas son morrenas regresivas, ya que en el momento del emplazamiento de las morrenas de Huancane, Quelccaya se estaba encogiendo y ya estaba desconectada del hielo en la Cordillera Vilcanota. [218] [219] Finalmente, hay un conjunto de morrenas más abajo en el valle de Huancané que parece ser el más antiguo. [220] Se han identificado equivalentes de las morrenas de Huancane fuera del valle de Huancané. [41]
Huancane III parece ser un último máximo glacial o un rodal justo después del último máximo glacial como el evento Heinrich 1, aunque su edad no se conoce bien. [42] [221] [222]
Huancane II parece haberse formado durante un avance máximo posterior al último glaciar. [222] Una visión ve a Huancane II como anterior al Younger Dryas y tal vez conectado a la Reversión Fría Antártica ; [195] [223] [224] otra asume que Quelccaya era más pequeño durante la Reversión Fría Antártica y que Huancane II se formó durante el Younger Dryas, [42] [194] y una última que Huancane II fue un avance glaciar localizado. [225]
Las morrenas de Huancane I tienen menos de 1.000 años de antigüedad y reflejan la extensión de la Pequeña Edad de Hielo del casquete glaciar de Quelccaya, que en Quelccaya ocurrió entre aproximadamente 1490 y 1880. [90] [226] [227] También registran expansiones que ocurrieron hace 1.000, 600, 400 y 200 años. [96] Las morrenas de Huancane I se encuentran por todo Quelccaya, y también se encuentran morrenas notables de la Pequeña Edad de Hielo frente a los glaciares de salida en el lado sureste de Quelccaya. [204] [228]
También se encuentran alrededor de 16 morrenas del Holoceno tardío aguas abajo del glaciar Qori Kalis, [35] con el mayor avance ocurriendo antes de hace 520 ± 60 años, seguido por un retroceso progresivo y un nuevo avance hace unos 350-300 años. Se han observado patrones similares de avance y retroceso de glaciares en la Cordillera Blanca y la Cordillera Vilcabamba en Perú, los Andes bolivianos y también en la Patagonia y Nueva Zelanda y parecen reflejar oscilaciones climáticas frías. [229]
Trascendencia
La estimación de la edad de las morrenas es difícil. Un glaciar en retroceso depositará morrenas sucesivas, pero uno que avance puede destruir morrenas más antiguas, menos extensas que el avance del glaciar. Las fechas obtenidas a partir de material orgánico detrás de una morrena pueden ser considerablemente más recientes que la morrena, ya que su desarrollo ocurre con un retraso con respecto a la desglaciación, mientras que la materia orgánica dentro o debajo de una morrena puede ser considerablemente más antigua. [230] Los cambios en los flujos de sedimentos hacia los lagos al oeste de Quelccaya parecen reflejar avances y retrocesos de los glaciares, y el agua de deshielo formada durante los retrocesos aumenta los flujos de sedimentos. [231]
La extensión del casquete glaciar de Quelccaya no parece correlacionarse con la cantidad de precipitación que ocurre en el casquete glaciar excepto en casos particulares; [229] los efectos de la temperatura parecen dominar y los climas más cálidos y húmedos se han asociado con el retroceso. [227] [232] Este predominio de la temperatura sobre la precipitación en la determinación del tamaño del casquete glaciar y la longitud del glaciar se ha replicado mediante modelos . [233] La variabilidad climática interanual no tiene efectos sustanciales en la extensión del casquete glaciar. [234]
Los glaciares se están derritiendo a un ritmo cada vez mayor, con una rápida desglaciación en curso durante finales del siglo XX a un ritmo comparable o superior al de las tasas de retroceso postglacial. [235] Entre 1980 y 2010, la capa de hielo se redujo a un ritmo de 0,57 ± 0,1 kilómetros cuadrados por año (0,220 ± 0,039 millas cuadradas/a) con una pérdida del 30% de su área entre 1979 y 2014. [236] [237] [238] Entre 1990 y 2009, una rama sudoriental de la capa de hielo desapareció por completo. [239] En los extremos noroeste y sureste de la capa de hielo, el retroceso ha alcanzado la meseta en la que se asienta Quelccaya. [75] Además, partes de la capa de hielo del noroeste se han separado del cuerpo de hielo principal y para 2011 el retroceso había reducido a Quelccaya a un tamaño menor que en cualquier otro momento en los últimos 6.000 años. [240] [241] Hay cierta variación entre las tasas de retroceso medidas por diferentes investigadores, ya que la capa de hielo de Quelccaya se define de manera diferente y debido a las diferencias entre las extensiones medidas en estaciones con y sin cubierta de nieve. [242] También ocurren fluctuaciones verdaderas, como un avance de parte del margen sur de Quelccaya informado en 1977 que arrasó depósitos de turba, [17] [243] una pausa del glaciar Qori Kalis entre 1991 y 1993 probablemente vinculada con el enfriamiento global causado por la erupción del Pinatubo filipino en 1991, [244] una desaceleración a mediados de la década de 2000 y una tasa general más alta de retroceso desde 2000. [245]
El glaciar de salida de Qori Kalis se ha observado desde 1963, y entre 1963 y 1978 retrocedió unos 6 metros por año (20 pies por año) y entre 1991 y 2005 unos 60 metros por año (200 pies por año). [1] [35] El retroceso ha estado acompañado por una pérdida de volumen de la capa de hielo, que ha aumentado de 290.000 metros cúbicos por año (10.000.000 pies cúbicos por año) entre 1963 y 1978, más 1.310.000 metros cúbicos por año (46.000.000 pies cúbicos por año) entre 1978 y 1983, a 2.200.000 metros cúbicos por año (78.000.000 pies cúbicos por año) entre 1983 y 1991. [53] La tasa de retroceso es mayor que al final de la última edad de hielo y el glaciar responde rápidamente a las alteraciones climáticas. [9]
Se han observado retrocesos similares en otros glaciares tropicales, y están vinculados al aumento de las temperaturas globales causado por las emisiones industriales de gases de efecto invernadero . [2] [4] Este calentamiento no tiene precedentes en comparación con los estándares del Holoceno tardío. [246]
Consecuencias
Los lagos de agua de deshielo [240] y los lagos proglaciares se han formado frente al glaciar Qori Kalis y otros glaciares Quelccaya y han aumentado de tamaño. [75] [242] [247] [248] Estos lagos podrían ser fuentes de futuras inundaciones por desborde de lagos glaciares , aunque la escasa población de la zona significa que los posibles daños causados por estas inundaciones se reducirían. [249] Dos de esas inundaciones ocurrieron en marzo de 2006 y diciembre de 2007, causaron daños a la propiedad y mataron ganado. [248] Además, algunos lagos se han secado y el curso de los arroyos ha cambiado a medida que los glaciares se han retirado. [250]
El nivel de congelación se eleva regularmente por encima de la cumbre de Quelccaya, y en los núcleos de hielo recientes, la infiltración de agua de deshielo se ha hecho evidente. [56] [251] En consecuencia, las proporciones de isótopos de oxígeno ya no se conservan en el hielo; si bien esta infiltración ha suavizado el registro solo hasta cierta profundidad [252] [253] [254] y los registros basados en partículas no se ven afectados, [255] ilustra la amenaza que el cambio climático está creando para la existencia de archivos climáticos en núcleos de hielo. [256] La vida alpina está avanzando rápidamente en el terreno dejado por el hielo, [140] y el retroceso ha expuesto restos de plantas que habían sido invadidos durante una expansión glaciar que ocurrió hace 5.000 años. [209]
Proyecciones
Se espera que el cambio climático proyectado implique un calentamiento adicional de 3 a 5 °C (5,4 a 9,0 °F) en los Andes centrales, con un calentamiento mayor en las elevaciones más altas. [236] Debido al bajo rango de altitud que abarca Quelccaya, es altamente vulnerable al calentamiento futuro. [37] En el escenario de cambio climático RCP8.5 , [m] durante el siglo XXI la altitud de la línea de equilibrio aumentará por encima de la parte superior de la capa de hielo y, por lo tanto, toda la capa se convertirá en una zona de pérdida neta de hielo y Quelccaya desaparecerá. En escenarios que incluyen medidas de mitigación agresivas, la capa de hielo puede persistir, mientras que los escenarios intermedios predicen una pérdida de la capa de hielo en el siglo XXII. [258] [259] Existe cierta incertidumbre debido, por ejemplo, a los cambios en las precipitaciones, incluida cualquier posible disminución futura. [260] [261]
Hidrología y significado
El agua de deshielo de los glaciares es una fuente importante de agua, especialmente en años secos y durante la estación seca, [4] incluso en el Altiplano y en las costas hiperáridas del Perú. [246] Por ejemplo, alrededor del 80% de las fuentes de energía hidroeléctrica del Perú están amortiguadas por el agua de deshielo de los glaciares. [262] Las avalanchas e inundaciones de los glaciares han matado a más de 35.000 personas y el retroceso de los glaciares probablemente aumentará su incidencia. [150] [246] El aumento del deshielo puede estar contribuyendo al flujo de los arroyos, y los flujos de agua de deshielo del pasado pueden haber contribuido a la formación de grandes lagos en el Altiplano. [4]
La mayor parte de Quelccaya limita con la cuenca del río Inambari , especialmente al este y al sur; las partes occidentales de la capa de hielo limitan con la cuenca del río Vilcanota / río Urubamba [n] de la cual es una parte importante. [264] [265] En el sentido de las agujas del reloj desde el noroeste, el río Chimboya, la quebrada Jatun Cucho/Jetun Cucho, la quebrada Queoñani, la quebrada Sairi-Saire Mayu-Quelcaya Mayu/Querani Mayu, el río Huancané, el río Ritiananta y la quebrada Accoaysana Pampa emanan de la capa de hielo. Los primeros cuatro ríos finalmente convergen en el río Corani que fluye hacia el oeste, un afluente del río Ollachea/río Sangabán que fluye hacia el norte y que finalmente desemboca en el río Inambari; [39] [266] [267] Los últimos cuatro ríos finalmente convergen en el río Phinaya/Salcca, que fluye hacia el sur y luego gira hacia el oeste y desemboca en el río Vilcanota. [266] [268] [269] Algunos de los valles que drenan hacia el sureste, noreste y oeste-noroeste desde Quelccaya pueden verse afectados por inundaciones relacionadas con los glaciares. [270]
Quelccaya es la zona glaciar más grande de la cuenca hidrográfica de la central hidroeléctrica de San Gabán y también de la cuenca hidrográfica del río Vilcanota ; [265] [271] sus aguas son utilizadas por la Región del Cusco . [150] El agua se utiliza tanto para riego como para producción de energía hidroeléctrica. La población de la región es en su mayor parte rural con un nivel socioeconómico bajo y, como tal, es muy vulnerable a los efectos del cambio climático. Además, los glaciares tienen un importante valor religioso y social para las comunidades locales. [261]
^ La velocidad a la que la temperatura disminuye con la elevación. [123]
^ Alcanzando el lecho rocoso [153]
^ En Quelccaya podría existir hielo comprimido con una antigüedad de hasta 330 a. C. [157]
^ La altitud de la línea de equilibrio es la elevación en un cuerpo de hielo donde la acumulación anual de hielo y la pérdida de hielo se equilibran entre sí. [184]
^ Distintas fuentes dan distintas edades. [190] [192]
^ Hace aproximadamente entre 17.500 y 15.000 años. [199]
^ RCP8.5 es un escenario extremo de emisiones de gases de efecto invernadero con aumentos no mitigados de dichas emisiones. No es el escenario más probable, dada la disminución de algunas fuentes de energía con altas emisiones de gases de efecto invernadero, como el carbón . [257]
^ A veces también se afirma que el lago Titicaca recibe agua de Quelccaya [263] pero los mapas de cuencas hidrográficas muestran que Quelccaya limita con las cuencas de los ríos Inambari y Vilcanota, los cuales drenan hacia el Océano Atlántico . [264]
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Clima de Quelccaya
Escalando Quelccaya: Uso de animación 3D y datos satelitales para visualizar el cambio climático
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