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Casquete de Hielo Quelccaya

El Casquete de Hielo Quelccaya (también conocido como Casquete de Hielo Quenamari ) es la segunda zona glaciar más grande del trópico, después del 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 por altos acantilados de hielo y varios glaciares de salida , el mayor de los cuales se conoce como Glaciar Qori Kalis ; También están presentes lagos, morrenas , turberas y humedales . Hay una rica flora y fauna, incluidas aves que anidan en la capa de hielo. Quelccaya es una importante fuente de agua, que eventualmente se derrite y desemboca en los ríos Inambari y Vilcanota .

Se han obtenido varios núcleos de hielo de Quelccaya, incluidos dos de 1983 que fueron los primeros recuperados fuera de las regiones polares. Los estados climáticos pasados ​​se han reconstruido a partir de datos de estos núcleos de hielo; estos incluyen evidencia de la Pequeña Edad del Hielo , sequías regionales y períodos húmedos con importancia histórica y eventos pasados ​​​​y recientes de El Niño . La capa de hielo se controla periódicamente y cuenta con una estación meteorológica .

Quelccaya fue mucho más grande en el pasado, fusionándose con glaciares vecinos durante la época del Pleistoceno . Se produjo una expansión secundaria durante la inversión del frío antártico o las anomalías climáticas del Dryas más joven . A principios del Holoceno , la capa 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 punto culminante secundario (expansión de área) durante la Pequeña Edad del Hielo, Quelccaya se ha ido reduciendo debido al cambio climático causado por el hombre ; en particular, el glaciar Qori Kalis ha estado retrocediendo significativamente. La vida y los lagos han ido ocupando el terreno dejado por el retroceso del hielo; Estos lagos pueden ser peligrosos ya que pueden provocar 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 Quelccaya se encuentra en las tierras altas tropicales del sur del 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 descienden abruptamente hacia la cuenca del Amazonas . [8] La selva amazónica , a sólo 40 kilómetros (25 millas) de distancia, es apenas perceptible desde la cumbre de Quelccaya. [9] El lago Titicaca está a 120 kilómetros (75 millas) al sur de Quelccaya. [10] Administrativamente, Quelccaya forma 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 cubiertas de glaciares por encima de los 5.000 metros (16.000 pies) de altura; 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 de hielo tropicales del mundo; [14] [15] [16] durante la época glacial hubo más casquetes polares que pueden haberse parecido a Quelccaya. [17] La ​​existencia de dos casquetes de hielo más pequeños al sur de Quelccaya fue reportada en 1968. [18]

Geografía Humana

La capa de hielo se encuentra en una zona remota. [10] También se le conoce como Quenamari y a veces se escribe Quelcaya. [19] [20] La capa de hielo comparte el nombre "Quelccaya" con un pueblo en el distrito de Corani de Perú; El nombre del pueblo se deriva de la palabra quechua k'elccay , "escribir en". [21] Desde 2020, Quelccaya forma 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 del hielo. [31] [32]

Capa de hielo

El casquete de hielo de 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 una capa de hielo de baja elevación que se eleva sobre el terreno circundante; [13] [34] la capa de hielo se encuentra a una altura de 5.200 a 5.700 metros (17.100 a 18.700 pies). [35] La cumbre más alta en la zona del casquete glaciar es Joyllor Puñuna ; su elevación sobre el nivel del mar se da como 5.743 metros (18.842 pies), [5] 5.645 metros (18.520 pies) [36] o 5.670 metros (18.600 pies). [37] Nevado Jatun Quenamari y Nevado Cuncunani forman extensiones hacia el este de la capa de hielo. [38] La elevación de la línea de nieve se ha estimado en 5.250 a 5.300 metros (17.220 a 17.390 pies). [39]

El hielo forma una estructura relativamente delgada y plana con varias cúpulas de hielo. [b] [29] [40] El número de cúpulas de hielo se considera de diversas formas: dos, tres o cuatro. [31] [40] [36] Cerca de la cima de la capa de hielo, el hielo tiene entre 100 y 150 metros (330 a 490 pies) de espesor, [41] con un espesor máximo de unos 200 metros (660 pies), [31 ] y a partir de 2018 el hielo tiene un volumen total de más de 1 kilómetro cúbico (0,24 millas cúbicas). [42]

Entre 1975 y 2010, Quelccaya cubrió un área media de 50,2 kilómetros cuadrados (19,4 millas cuadradas). Ha disminuido con el tiempo [13] y en 2009 se había reducido a 42,8 kilómetros cuadrados (16,5 millas cuadradas), lo que lo hace más pequeño que el hielo de Coropuna, [43] [44] que no está disminuyendo tan rápidamente. [45] Antes de esta disminución, Quelccaya era considerada la zona de hielo más grande de los trópicos. [43]

El hielo fluye radialmente hacia afuera desde la capa. [46] 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 con bandas de 0,5 a 1 metro (1 pie 8 pulg. – 3 pies 3 pulg.) de espesor, [47] [32] y hay flautas o ranuras y carámbanos . [48] ​​Sobre los interfluvios , el borde de la capa de hielo está encajonado; es decir, los bordes de la capa de hielo se retiran por encima de las áreas entre valles de salida o glaciares. [49] En los lados sur y oeste, partes de la capa de hielo terminan en acantilados escarpados como los de las regiones polares . [31] [50] Desde las cascadas de hielo , glaciares cortos de hasta 2 kilómetros (1,2 millas) de largo [51] descienden a elevaciones de 4.900 a 5.100 metros (16.100 a 16.700 pies), y se alcanzan elevaciones más bajas en el lado este. [14] [31] [36] El mayor de estos glaciares es el Glaciar Qori Kalis , [10] que se extiende desde el sector norte de Quelccaya hacia el oeste. [1] [52] Hay un contraste entre los glaciares en forma de lóbulos que emanan hacia los valles poco profundos del lado suroeste de Quelccaya y los glaciares más empinados con grietas que descienden a valles más profundos en otras partes alrededor de la capa de hielo. [53] En el lado sur, la capa de hielo termina en cuatro circos con cascadas de hielo en la cabecera y cuatro conjuntos de morrenas río abajo. [54] El derretimiento en Quelccaya ocurre en el fondo, [55] y el agua de deshielo se descarga en los márgenes. [56] En la parte superior de la capa de hielo, la mayor parte de la pérdida de hielo se debe a la sublimación . [57]

Vista de Quelccaya desde el sur en 2012

Estructuras fisicas

Las condiciones en la capa de hielo son polares , [18] [58] y la superficie del hielo tiene estructuras como penitentes [c] y sastrugi . [18] [59] Los penitentes ocurren especialmente en elevaciones más bajas de la capa de hielo; [59] en elevaciones más altas se vuelven más pequeños y finalmente desaparecen, reemplazados por cristales de hielo en forma de placa que miden entre 0,5 y 1 centímetro (0,20 a 0,39 pulgadas). Hacia la cima, las placas son reemplazadas por cristales en forma de columna o, menos comúnmente, en forma de aguja y, finalmente, por cristales dendríticos en la cima. [60] En la cima hay lentes de hielo, probablemente debido al derretimiento. [61]

Los reconocimientos realizados entre 1974 y 1977 encontraron cuevas glaciares en la capa de hielo de Quelccaya, [62] 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 con un techo. [63] [64] Las cuevas tienen paredes estriadas y contienen corales de cueva , piedras flotantes , estalactitas y estalagmitas ; [14] [64] estas formaciones de cuevas están hechas de hielo. [sesenta y cinco]

Rasgos físico-químicos

La capa de hielo contiene hielo templado . [d] [66] [67] [68] En 2003, el hielo tenía temperaturas similares en todo su espesor [69] mientras que una publicación de 1978 informó que las temperaturas en el hielo y su densidad aumentaban con la profundidad. [32] [70] Las temperaturas de los glaciares en la base de Quelccaya alcanzan el punto de fusión por presión , excepto en algunos lugares. [71] Los datos de radar indican la presencia de bolsas de agua en el hielo. [68]

El hielo de Quelccaya no parece haber sido particularmente erosivo durante el Holoceno tardío, como lo indica la preservación de restos vegetales debajo de él. [72] La capa de hielo puede haber estado en un estado templado y erosivo cuando se estaba retirando (como durante el Holoceno temprano), y de base fría y, por lo tanto, no muy erosivo durante la expansión del Holoceno tardío. [73] [74] Los glaciares de base fría no producen mucha agua de deshielo y no erosionan el suelo sobre el que descansan a medida que fluctúan. [75]

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 la zona del Altiplano de los Andes y posiblemente en el mar. [76] El sulfato y el nitrato también se encuentran y pueden originarse en el Amazonas; [77] sus concentraciones en Quelccaya se parecen a las de nieve en las regiones andinas. [78] 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 en el hielo diatomeas , insectos , sus partes del cuerpo y polen . [79] [80] [81] La composición del hielo puede verse influenciada por el tipo de precipitación . [82]

Durante el invierno, la mayor parte de la radiación solar se refleja en el hielo, con un albedo (reflectividad) del 80%. [83] Como se informó en 1979, 1981 y 2013, hay poca energía disponible en la parte superior de la capa de hielo de Quelccaya, ya que la radiación saliente y entrante están esencialmente equilibradas. [47] [84] [85] [86] Este patrón de radiación, junto con la temperatura y el viento, influyen en la apariencia de la superficie del hielo de Quelccaya. [87] Lejos de la capa de hielo, la radiación solar es capaz de evaporar rápidamente la nieve. [88]

Geomorfología

La meseta desde la que surge Quelccaya presenta un lecho de roca suave 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 por formaciones terrestres conocidas como escarpes y varios valles emanan de la meseta. [15] [89]

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, [90] el valle de Huancané y el valle "South Fork" [e] . [90] En el lado oriental se encuentran, desde el norte del casquete de hielo hacia el sur, Jatun Cucho, Huasa Paco-Queoñani, Anccasi, Paco Cucho, Huayllani y Huancarane. [38] El valle de Huancané tiene 0,5 kilómetros (0,31 millas) de ancho y es plano y tiene como afluente el valle "South Fork". [41] El valle de Huancané corre hacia el suroeste alejándose de Quelccaya y está ocupado por el río Huancané. [91] [92] Las morrenas de los glaciares se encuentran en los valles que se irradian desde la capa de hielo y contienen depósitos aluviales y turberas , estanques y humedales dentro de las depresiones. [50] [93] [94] La arcilla y la turba también se encuentran incorporadas en las morrenas; afloran donde las inundaciones han erosionado las morrenas. [53] [95] Bloques de rocas con tamaños de hasta 7 metros (23 pies) salpican el fondo del valle. [41] En algunos lugares, es probable que los glaciares hayan extraído las rocas subyacentes. [96]

Al oeste de Quelccaya se encuentra una altiplanicie formada por deslaves glaciares y hasta . [36] El terreno presenta accidentes geográficos como depósitos a la deriva , lagos, morrenas y lagos represados ​​por morrenas, abanicos de deslave , turberas , [36] [97] [98] rocas con estriaciones glaciares , arroyos y humedales. [73] [98] [99]

Varios lagos se encuentran en la región de Quelccaya y la Cordillera Vilcanota, incluido Sibinacocha al sur de la Cordillera Vilcanota. Entre los lagos cercanos a la zona del casquete glaciar Quelccaya: [100]

Geología

Quelccaya se encuentra sobre una meseta formada por ignimbritas y tobas soldadas , [31] [36] las cuales son de composición riolítica aunque también se ha reportado la presencia de andesita . [41] [105] Las rocas se emplazaron durante el Mioceno hace seis millones de años y desde entonces sólo se ha producido poca erosión. [41] [106] Los volcanes pueden correlacionarse con los volcanes de Quenamari más al este. [107] Al oeste de Quelccaya, una falla normal del Holoceno corre en dirección norte-sur, parte del sistema de fallas Ocongate; [108] este sistema de fallas se extiende a lo largo de la Cordillera Vilcanota y tiene morrenas desplazadas, lo que indica que está activo. [109] [110]

Clima

Anualmente, alrededor de 1.150 milímetros (45 pulgadas) de equivalente de agua de nieve se acumulan en Quelccaya, [10] en forma de graupel , alrededor de 2 a 3 metros (6 pies 7 pulgadas - 9 pies 10 pulgadas) de nieve [f] y a veces se producen lluvias . cerca de sus márgenes y también cerca de su cumbre. [112] [113] [114] Esto es mucho más húmedo que la mayoría de los Andes tropicales, una consecuencia de la proximidad de Quelccaya al Amazonas . [41] Esta humedad se origina en el Amazonas y el Océano Atlántico y es transportada hasta Quelccaya por los vientos alisios ; una inversión de temperatura y los efectos de bloqueo de la topografía costera impiden que la humedad del Océano Pacífico llegue a la capa de hielo. [1] [115]

La mayor parte de las precipitaciones caen en el verano austral durante el monzón de verano , [116] cuando la alta insolación provoca convección intensa y lluvias. [114] La ubicación de la capa de hielo también generó precipitación orográfica [117] , un tipo de precipitación forzada por el ascenso del aire sobre las montañas. [118] La mayoría 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 temporada de lluvias. [119] [120] [121] La mayor parte de la precipitación cae por la tarde, pero una segunda fase ocurre durante la noche. [111]

A diferencia de las precipitaciones, las temperaturas son relativamente estables durante todo el año y las diferencias de temperatura entre el día y la noche superan las estacionales. [10] [51] Se infiere que las temperaturas en la cima 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 el gradiente [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 temporada de lluvias 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 superan el punto de congelación, acelerando la contracción de la capa de hielo. [40] [123]

Los vientos son más fuertes durante el día y soplan principalmente del oeste, excepto durante la temporada de lluvias cuando también provienen del este o noreste. [124] [125] La propia capa de hielo genera su propio viento catabático descendente , que sopla sobre el hielo y rápidamente disminuye con la distancia desde el margen del hielo. [126]

Variabilidad climática

El clima está influenciado por El Niño-Oscilación del Sur y por la posición de la Zona de Convergencia Intertropical ; [27] [127] 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] [116] Durante el fuerte evento de El Niño de 2014-2016 , hubo una disminución neta en la altura de la nieve en Quelccaya. [128] 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. [129] Las temperaturas también están moduladas por los eventos de El Niño, durante los cuales se observa un aumento aunque las temperaturas invernales disminuyen. [128] [129] [130]

Los núcleos de hielo muestran evidencia de variabilidad climática pasada, como un aumento de las precipitaciones en los años 1870–1984, 1500–1720, 760–1040 y sequías en los años 1720–1860, 1250–1310, 650–730, 570–610 y 540. –560. [131] Uno de estos períodos húmedos se ha correlacionado con la anomalía climática medieval hace 1000 a 700  años, [132] mientras que los períodos de sequía se han relacionado con cambios culturales en la cultura peruana Moche y el colapso del imperio precolombino Tiwanaku . [133] [134] Aparte de las precipitaciones, el clima en Quelccaya se ha mantenido estable durante los últimos 1500 años. [135] Durante las últimas décadas, las precipitaciones no han fluctuado significativamente [13] pero las temperaturas han aumentado constantemente. [130]

Vegetación y vida animal.

El pinzón diuca de alas blancas anida en Quelccaya.
El tirano terrestre de frente blanca anida en Quelccaya.

El terreno al oeste de Quelccaya tiene escasa vegetación con vegetación de tundra de gran altura . [27] [136] La vegetación de la región se conoce como pastizal de puna ; [137] [51] por encima de los 4.300 metros (14.100 pies) de altura, se define como "super-Puna" y se compone de hierbas y arbustos como Plantago y árboles como Polylepis que crecen hasta la capa de hielo y, a menudo, tienen una apariencia de krummholz . [138] El principal uso humano de la zona es el pastoreo de ganado , pero también se ha informado de la siembra de cultivos . [27] [139]

Hay más de cincuenta especies de plantas en el terreno alrededor de la capa de hielo. [139] Las plantas acuáticas se encuentran en los lagos. [94] El escurrimiento y las precipitaciones de los glaciares garantizan un amplio suministro de agua, lo que lleva al desarrollo de humedales conocidos como bofedales y turberas; [41] La planta cojín Distichia muscoides es la planta dominante en los bofedales y estos humedales son puntos críticos de biodiversidad, [29] [94] [140] pero los pastos de matas se han ido expandiendo en los humedales a medida que el hielo se retira. [140] 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 de Quelccaya. [136] [139]

Entre los animales se encuentran 60 especies de aves, [29] mientras que los mamíferos de la región circundante incluyen zorros andinos , gatos monteses andinos , venados , vicuñas y vizcachas , [23] [141] y anfibios y pulgas de agua se encuentran en los lagos. [94] [139] Se sabe que dos pájaros, [142] el pinzón glaciar y el tirano terrestre de frente blanca anidan en la capa de hielo de Quelccaya, [142] [143] principalmente dentro de cavidades en el hielo que son apenas accesibles para los humanos. . [142] Se sabe que el pinzón anida en el hielo en otras partes de los Andes tropicales, [114] y otras especies de aves también podrían anidar en el hielo de Quelccaya. [140] Aparte de estos pinzones, sólo se sabe que los pingüinos emperador anidan en el hielo; El hielo es un ambiente inadecuado para la crianza de aves jóvenes y Quelccaya presenta desafíos adicionales relacionados con su gran elevación. [11] [29] Otras aves anidan en lugares protegidos en el área general de Quelccaya y algunas especies también se posan en el hielo. [144]

Investigación científica y seguimiento.

Los glaciares de la región han sido objeto de seguimiento desde los años 1970. Se han utilizado núcleos de sedimentos en lagos y turba, [52] mapeo de morrenas, datación por radiocarbono e isótopos cosmogénicos para inferir estados pasados ​​de la capa de hielo, [145] y desde 1976 Quelccaya es objeto de reconocimientos regulares. [146] En 2003 se instaló una estación meteorológica automatizada que registra parámetros meteorológicos y se reinstaló en 2004 después del vandalismo, [147] y se toman muestras de nieve anualmente, aunque no existen registros continuos de precipitación. [13] [116] 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. [148] [149]

Núcleos de hielo

La apariencia estratificada del casquete de hielo de Quelccaya en sus márgenes sugirió a los científicos que el casquete de hielo podría usarse para obtener núcleos de hielo con resolución anual. [150] Después de un programa de campo de verano que duró entre 1976 y 1984, [151] en 1983 Thompson y el equipo de OSU obtuvieron dos núcleos de hielo que tenían 163,6 metros (537 pies) y 154,8 metros (508 pies) de largo [h] desde el zona central de la capa de hielo. [30] [46] [153] 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. [46] [154] Estos núcleos de hielo fueron investigados por el Centro de Investigación Polar Byrd de OSU . [155] 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] . [46] [152] [157] En 1976 se obtuvo otro núcleo de hielo más corto que mide 15 metros (49 pies) de largo y abarca 8 años; otros siguieron en 1979, 1991, 1995 y 2000. [146]

Las capas de polvo depositadas durante la estación seca permiten determinar capas anuales, [46] [158] que característicamente se adelgazan hacia abajo. [84] La ceniza volcánica depositada por la erupción de Huaynaputina en 1600 se ha utilizado para fechar los núcleos de hielo; [159] [160] a su vez, el volumen de la erupción se reconstruyó a partir del espesor de la ceniza en el núcleo de hielo. [161]

Con los núcleos de hielo de Quelccaya se han realizado una serie de hallazgos de investigación:

Los núcleos de hielo de Quelccaya se utilizan ampliamente para reconstruir estados climáticos pasados . [179] Quelccaya fue la primera capa de hielo fuera de las regiones polares de la cual se obtuvieron núcleos de hielo antiguos, [35] [180] y es el sitio del primer registro de núcleos de hielo resuelto anualmente de los Andes tropicales; demostró la utilidad del hielo tropical para los estudios de núcleos de hielo [123] [181] y la toma de estos núcleos se ha denominado un "paso importante" en el muestreo de hielo a gran altura en el mundo. [182] Quelccaya fue seleccionado como sitio para la investigación de núcleos de hielo extrapolar, ya que está ubicado en los trópicos escasamente investigados y se encuentra a una elevación más alta que Puncak Jaya en Indonesia o las montañas Rwenzori en África ; por lo tanto, el hielo se altera menos por la filtración del agua de deshielo. [47] Debido a la falta de variaciones estacionales de temperatura y de patrones climáticos sinópticos , los glaciares tropicales pueden registrar principalmente cambios climáticos seculares . [10] La forma de cúpula y el bajo rango de elevación del casquete 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] [184]

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, [52] cubriendo el área con deriva arenosa derivada de ignimbritas. [92] El hielo se extendía sobre la llanura cubierta de lava y labranza al oeste de Quelccaya y conectaba con la capa de hielo de la Cordillera Vilcanota. [185] [186] 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); [187] 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 sobre la expansión de los glaciares. [188] [189] La conexión con el casquete glaciar de Vilcanota pudo haber ocurrido durante el último máximo glacial . [39]

No queda evidencia directa de expansiones de los glaciares en épocas anteriores a la etapa 4 de isótopos marinos , aunque en una glaciación temprana de Quelccaya el hielo avanzó al doble de la distancia que asumió durante la glaciación de Wisconsin . [14] [190] La extensión máxima se produjo hace unos 20.000  años o hace entre 28.000 y 14.000  años. [k] La extensión máxima ocurrió durante la glaciación Weichselian / Wisconsin y dentro de la etapa 2 de isótopos marinos. [188] [189] [191] [192]

Hace entre 13.600 y 12.800  años, Quelccaya se había retirado al mismo tiempo que la contracción global de los glaciares al final del último máximo glacial. Hace 12.500 años se produjo un nuevo avance  , vinculado a un clima más frío y húmedo durante el Dryas Reciente . La retirada se reanudó hace 12.400  años y hace 11.800-11.600  años la capa de hielo había alcanzado una extensión similar a la de la Pequeña Edad del Hielo y los tiempos modernos. [193] [194] Otra cronología propuesta indica una expansión del 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. [195] Un último escenario prevé un avance entre  hace 12.700 y 11.000 años. [196] Podría haber habido dos reavances, uno a principios del Dryas Reciente y el otro  hace unos 12.600 años. [197] Una parada en la retirada o un avance real de Quelccaya puede haber ocurrido o no 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. [197] [199]

holoceno

Durante el Holoceno, Quelccaya no se expandió más de 1 kilómetro (0,62 millas) desde su posición actual y no se han encontrado morrenas del Holoceno temprano. [200] [201] Es posible que durante el Holoceno medio Quelccaya estuviera completamente libre de hielo; [202] los depósitos de turba y los núcleos de hielo indican que se redujo o incluso estuvo ausente en ese momento. [203] Hasta  hace 7.000 años o entre hace al menos 7.000  años y  hace unos 5.000 años, las plantas crecían en sus márgenes, [184] [204] [205] 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. [205] [206]

La capa de hielo comenzó a crecer nuevamente en un momento 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. [207] [208] Esta reexpansión fue parte de la expansión global de los glaciares neoglaciales ; [209] este patrón de una capa de hielo más grande durante el Holoceno tardío que a principios es similar al de los glaciares del hemisferio norte y puede reflejar la insolación del hemisferio norte. [73] 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 del Hielo. [210] [211]

Hace unos 4.000  años, se produjo un nuevo retroceso bajo la influencia de climas más cálidos y secos, [212] y también se produjo otra contracción entre  hace 3.000 y 1.500 años. [213] 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 aproximadamente 0,8 kilómetros (0,50 millas) más allá de su límite hace 1.600 años. [214]

Cronología en Huancané y Qori Kalis

En el valle de Huancané se han datado múltiples morrenas. [36] Aquí se han identificado tres etapas glaciales separadas: H1 (la más corta), H2 y H3 (la más larga). [102] Han dejado morrenas a 8 kilómetros (5,0 millas), 4 kilómetros (2,5 millas) y 1 kilómetro (0,62 millas) del margen de hielo de 2002 y también son conocidas como Huancane I, Huancane II y Huancane III, nombres que a veces son aplicados a los propios avances glaciales. [103] [215] Las morrenas del valle son morrenas terminales y consisten en conjuntos de crestas de hasta 1 kilómetro (0,62 millas) de ancho. [39] [216] Los cantos rodados encontrados en las morrenas de Huancane III tienen una apariencia más fresca que los de las otras morrenas. [92] Huancane III también se ha subdividido en Huancane IIIa, IIIb y IIIc y Huancane II en Huancane IIa, IIb y IIc. [41] [97] Todas estas son morrenas de regresión, ya que en el momento del emplazamiento de las morrenas huancañas, Quelccaya se estaba reduciendo y ya estaba desconectado del hielo en la Cordillera Vilcanota. [217] [218] Finalmente, hay un conjunto de morrenas más abajo en el valle de Huancané que parece ser el más antiguo. [219] Se han identificado equivalentes de las morrenas huancañas fuera del valle de Huancané. [40]

También se encuentran alrededor de 16 morrenas del Holoceno tardío aguas abajo del glaciar Qori Kalis, [35] y el mayor avance se produjo antes de  hace 520 ± 60 años, seguido de un retroceso progresivo y un nuevo avance hace unos 350 a 300  años. Se han observado patrones similares de avance y retroceso de los 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. [228]

Trascendencia

Es difícil estimar las edades de las morrenas. Un glaciar en retirada depositará morrenas sucesivas, pero uno que avanza puede destruir morrenas más antiguas y menos extensas que el avance del glaciar. Los dátiles obtenidos de material orgánico detrás de una morrena pueden ser considerablemente más jóvenes que la morrena, ya que su desarrollo ocurre con un retraso de la desglaciación, mientras que la materia orgánica en o debajo de una morrena puede ser considerablemente más antigua. [229] 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. [230]

La extensión del casquete de hielo de Quelccaya no parece correlacionarse con la cantidad de precipitación que ocurre sobre el casquete de hielo, excepto en casos particulares; [228] los efectos de la temperatura parecen dominar y los climas más cálidos y húmedos se han asociado con el retroceso. [226] [231] Este dominio de la temperatura sobre la precipitación para determinar el tamaño de la capa de hielo y la longitud del glaciar se ha replicado mediante modelos . [232] La variabilidad climática interanual no tiene efectos sustanciales sobre la extensión de la capa de hielo. [233]

retiro actual

Un lago proglacial en Quelccaya

Los glaciares se están derritiendo a un ritmo cada vez mayor, y a finales del siglo XX se produjo una rápida desglaciación a un ritmo comparable o superior al del retroceso posglacial. [234] 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. [235] [ 236] [237] Entre 1990 y 2009, una rama sureste de la capa de hielo desapareció por completo. [238] En los extremos noroeste y sureste de la capa de hielo, el retroceso ha alcanzado la meseta sobre la que se asienta Quelccaya. [74] Además, partes de la capa de hielo del noroeste se han separado del cuerpo de hielo principal y para 2011 el retroceso había reducido Quelccaya a un tamaño más pequeño que en cualquier otro momento de los últimos 6.000  años. [239] [240] Existe 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 capa de nieve. [241] También se producen verdaderas fluctuaciones, como un avance de parte del margen sur de Quelccaya informado en 1977 que arrasó los depósitos de turba, [17] [242] una pausa del glaciar Qori Kalis entre 1991 y 1993 probablemente relacionada con el enfriamiento global causado por la erupción del Pinatubo en Filipinas en 1991, [243] una desaceleración a mediados de la década de 2000 y una tasa general de retroceso más alta desde 2000. [244]

El glaciar de salida Qori Kalis ha sido observado desde 1963, y entre 1963 y 1978 retrocedió unos 6 metros por año (20 pies/a) y entre 1991 y 2005 unos 60 metros por año (200 pies/a). [1] [35] El retroceso ha ido acompañado de una pérdida de volumen de la capa de hielo, que aumentó de 290.000 metros cúbicos por año (10.000.000 pies cúbicos/a) entre 1963 y 1978 a 1.310.000 metros cúbicos por año (46.000.000 pies cúbicos/a). ) entre 1978 y 1983 a 2.200.000 metros cúbicos por año (78.000.000 pies cúbicos / a) entre 1983 y 1991. [52] 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 relacionados con el aumento de las temperaturas globales causado por las emisiones industriales de gases de efecto invernadero . [2] [4] Este calentamiento no tiene precedentes según los estándares del Holoceno tardío. [245]

Consecuencias

Se han formado lagos de agua de deshielo [239] y lagos proglaciales frente al glaciar Qori Kalis y otros glaciares Quelccaya y han aumentado de tamaño. [74] [241] [246] [247] Estos lagos podrían ser fuentes de futuras inundaciones por estallidos de lagos glaciales , aunque la escasa población del área significa que los daños potenciales causados ​​por estas inundaciones se reducirían. [248] Dos de esas inundaciones ocurrieron en marzo de 2006 y diciembre de 2007, causaron daños a la propiedad y mataron al ganado. [247] Además, algunos lagos se han secado y el curso de los arroyos ha cambiado a medida que los glaciares se han retirado. [249]

El nivel de congelación aumenta regularmente por encima de la cima de Quelccaya, y en los últimos testigos de hielo se ha hecho evidente la infiltración de agua de deshielo. [55] [250] En consecuencia, las proporciones de isótopos de oxígeno ya no se conservan en el hielo; Si bien esta infiltración ha suavizado el registro sólo hasta una cierta profundidad [251] [252] [253] y los registros basados ​​en partículas no se ven afectados, [254] ilustra la amenaza que el cambio climático está creando para la existencia de archivos climáticos en núcleos de hielo. . [255] La vida alpina está avanzando rápidamente hacia el terreno dejado por el hielo, [139] y el retroceso ha expuesto restos de plantas que habían sido invadidos durante una expansión del glaciar que ocurrió  hace 5.000 años. [208]

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, y un mayor calentamiento se producirá en las elevaciones más altas. [235] Debido al rango de baja altitud que abarca Quelccaya, es muy 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 se elevará por encima de la parte superior de la capa de hielo y, por lo tanto, toda la capa de hielo se convertirá en una zona de pérdida neta de hielo y Quelccaya desaparecerá. En escenarios que incluyen medidas agresivas de mitigación, la capa de hielo puede persistir, mientras que los escenarios intermedios predicen una pérdida de la capa de hielo en el siglo XXII. [257] [258] Existe cierta incertidumbre debido, por ejemplo, a cambios en las precipitaciones, incluida cualquier posible disminución futura. [259] [260]

Hidrología y significado

El agua de deshielo de los glaciares es una fuente importante de agua, especialmente en los años secos y durante la estación seca, [4] incluso en el Altiplano y las costas hiperáridas del Perú. [245] Por ejemplo, alrededor del 80% de las fuentes de energía hidroeléctrica del Perú están amortiguadas por el agua de deshielo de los glaciares. [261] 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. [149] [245] El aumento del derretimiento puede estar contribuyendo al flujo de las corrientes, y los flujos pasados ​​de agua de deshielo podrían 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 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. [263] [264] 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 eventualmente termina en el río Inambari; [38] [265] [266] los últimos cuatro ríos finalmente convergen en el río Phinaya/Salcca, que fluye hacia el sur, que luego gira hacia el oeste y termina en el río Vilcanota. [265] [267] [268] Algunos de los valles que drenan hacia el sureste, noreste y oeste-noroeste desde Quelccaya pueden verse afectados por inundaciones relacionadas con glaciares. [269]

Quelccaya es la zona glaciarizada más grande de la cuenca de la central hidroeléctrica San Gabán y también de la cuenca del río Vilcanota ; [264] [270] su agua es utilizada por la Región Cusco . [149] El agua se utiliza tanto para riego como para producción hidroeléctrica. La población de la región es en su mayor parte rural con un nivel socioeconómico bajo y, como tal, es altamente vulnerable a los efectos del cambio climático. Además, los glaciares tienen un importante valor religioso y social para las comunidades locales. [260]

Notas

  1. ↑ También se le ha comparado con un glaciar de meseta . [33]
  2. ^ Partes de la capa de hielo en forma de cúpula. [40]
  3. ^ Tablas inclinadas o láminas de nieve. [59]
  4. ^ Lo que significa que las temperaturas del hielo por debajo de los 10 metros (33 pies) de profundidad alcanzan los 0 °C (32 °F). [66]
  5. ^ Nombre informal; [41] Huancané a veces se llama North Fork Huancané. [90]
  6. ^ Graupel (cristales de nieve con mucha escarcha ) es común. [111]
  7. ^ La velocidad a la que la temperatura disminuye con la elevación. [122]
  8. ^ Llegando al lecho de roca [152]
  9. ^ En Quelccaya puede existir hielo comprimido de hasta 330 a. C. [156]
  10. ^ La altitud de la línea de equilibrio es la elevación de un cuerpo de hielo donde la acumulación y la pérdida de hielo anuales se equilibran entre sí. [183]
  11. ^ Diferentes fuentes dan diferentes edades. [189] [191]
  12. ^ Hace aproximadamente 17.500 a 15.000 años. [198]
  13. ^ RCP8.5 es un escenario extremo de emisiones de gases de efecto invernadero con aumentos absolutos en las emisiones de gases de efecto invernadero. 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 . [256]
  14. ^ A veces también se afirma que el lago Titicaca recibe agua de Quelccaya [262] pero los mapas de cuencas muestran a Quelccaya limitando con las cuencas del río Inambari y del río Vilcanota, los cuales desembocan en el Océano Atlántico . [263]

Ver también

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Fuentes

enlaces externos