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Una cuña de hielo es una grieta en el suelo formada por un trozo de hielo estrecho o delgado que mide entre 3 y 4 metros de largo al nivel del suelo y se extiende hacia abajo hasta varios metros. Durante los meses de invierno, el agua del suelo se congela y se expande. Una vez que las temperaturas alcanzan los -17 grados Celsius o menos, [ cita necesaria ] el hielo que ya se ha formado actúa como un sólido y se expande para formar grietas en la superficie conocidas como cuñas de hielo. A medida que este proceso continúa durante muchos años, pueden crecer cuñas de hielo hasta el tamaño de una piscina . [ cita requerida ] Las cuñas de hielo generalmente aparecen en un patrón poligonal conocido como polígonos de cuñas de hielo . Las grietas también se pueden rellenar con otros materiales además del hielo, especialmente arena, y se denominan entonces cuñas de arena .
Hay muchas teorías que intentan explicar el origen de las cuñas de hielo, pero sólo una ha sido apoyada consistentemente por los científicos más destacados: la teoría de la contracción térmica.
La teoría de la contracción térmica postula que durante los meses de invierno, debido al clima extremadamente frío, se forman grietas de contracción térmica de sólo unos pocos centímetros de ancho y un par de metros de profundidad. [1] Durante los próximos meses, la nieve se derrite y el agua restante llena las grietas y el permafrost debajo de la superficie la congela. Estas pequeñas grietas se convierten en permafrost. Una vez que llegan los meses de verano, el permafrost se expande; La compresión horizontal produce el levantamiento del sedimento congelado por deformación plástica. El invierno siguiente, el frío vuelve a congelar y agrieta la cuña de hielo que ya se estaba formando, abriendo un camino para que la nieve derretida de la primavera llene la grieta vacía. La temperatura media anual del aire que se cree necesaria para formar cuñas de hielo es de -6° a -8°C o menos. [2]
Hay tres formas diferentes de cuñas de hielo: activas, inactivas y moldeadas. Las tres formas prevalecen hoy en día y se pueden encontrar en diferentes partes del mundo.
Las cuñas de hielo activas son aquellas que todavía están evolucionando y creciendo. Durante cada año, se agregará una capa de hielo si se produce agrietamiento, pero no es necesario que el agrietamiento ocurra todos los años para que se considere activo. El área en la que la mayoría de las cuñas de hielo permanecen activas es a lo largo de la zona de permafrost. El número de cuñas de hielo activas que se agrietan cada año disminuye constantemente a medida que se vuelven inactivas. [3]
Las cuñas de hielo inactivas son cuñas que ya no se agrietan ni crecen. Durante los meses de invierno, la cuña no se parte y, por lo tanto, en verano no se añade agua nueva. [3]
En áreas del pasado permafrost, las cuñas de hielo se han derretido y ya no están llenas de hielo . La cuña , que ahora está vacía, está llena de sedimentos y suciedad de las paredes circundantes. Se denominan cuñas de hielo y pueden utilizarse para estimar el clima de hace cientos de miles de años.
Históricamente, las cuñas de hielo se han clasificado en dos categorías principales: epigenéticas y singenéticas. [4] El tipo de cuña de hielo se refiere a la forma en que la cuña crece con el tiempo. Estudios de campo relativamente recientes han revelado un nuevo tipo de cuña de hielo: la antisingenética. Actualmente, estos son los únicos tres tipos claramente clasificados de cuñas de hielo que se observan en la naturaleza. [5] Las diferencias entre los patrones de crecimiento de las cuñas epigenéticas, singenéticas y antisingenéticas dependen entonces de las condiciones de la superficie del suelo, es decir, si el nivel del suelo permanece esencialmente sin cambios o si hay adición o pérdida de material. [4]
"Epigenético" en términos geológicos se refiere a las características geológicas que se formaron después de la formación de los materiales circundantes. En relación con las cuñas de hielo, esto significa que las cuñas de hielo epigenéticas se forman en el permafrost preexistente y no se forman al mismo tiempo que el permafrost, lo que significa que son mucho más jóvenes que el material circundante. El hecho de que una cuña de hielo sea epigenética también se refiere a la forma en que crecen. Este tipo de cuñas de hielo crecen considerablemente a lo largo de su vida, pero rara vez son más profundas o más altas. Esto significa que las cuñas de hielo epigenéticas pueden crecer hasta un máximo de 3 a 5 metros de ancho, pero permanecen aproximadamente a la misma profundidad y altura que cuando se formaron. [6] Por lo general, los sedimentos a ambos lados de una cuña de hielo epigenética, adyacentes a los bordes de la cuña, exhiben una curvatura hacia arriba. En una cuña de hielo epigenética, la edad del hielo en la periferia cambia poco de arriba a abajo.
Las cuñas de hielo singenéticas, al igual que la variedad epigenética, tienen sus raíces en el término geológico singenético, que significa formarse al mismo tiempo que el material circundante. [6] Esto se debe a que las cuñas de hielo singenético crecen a medida que la superficie superior del permafrost se eleva en respuesta a la adición de material a la superficie del suelo. [4] Esto permite que las cuñas de hielo singenéticas crezcan muy profundamente, ya que la superficie a su alrededor se eleva con la acumulación de aluviones (en llanuras aluviales), turba (en la tundra) y depósitos de geliflucción (en el fondo de una pendiente), entre otros materiales. . [4] Las cuñas de hielo singenéticas sólo pueden formarse si la contracción térmica y el posterior crecimiento de las venas de hielo pueden seguir el ritmo de la adición de nuevo material. Si este es el caso, la cuña de hielo puede alcanzar profundidades de 25 metros, pero la media es mucho menor. [6] En una cuña de hielo singenética, la edad del hielo en la periferia disminuye hacia arriba.
Las cuñas de hielo antisingenéticas se observaron por primera vez en 1990 durante el trabajo de campo de J. Ross Mackay. Mackay descubrió que los antisingenéticos crecían en condiciones opuestas a las de las cuñas de hielo singenéticas en el sentido de que la variedad antisingenética requería la eliminación de material en lugar de la acumulación y adición de material. [4] Las cuñas de hielo antisingenético sólo se forman en pendientes, donde hay una pérdida neta de materiales por erosión. De manera similar a las cuñas de hielo singenéticas, las cuñas de hielo antisingenéticas solo pueden ocurrir si la tasa de agrietamiento por contracción térmica y el crecimiento de las venas de hielo siguen el ritmo de la eliminación de material activo. [4] Por lo tanto, las cuñas de hielo antisingenéticas sólo crecen hacia abajo, penetrando más profundamente en el suelo sólo cuando las capas superiores son eliminadas por la destrucción masiva y la erosión. [4] En una cuña de hielo antisingenética, la edad del hielo en la periferia aumenta hacia arriba.
