Una cueva de hielo es cualquier tipo de cueva natural (más comúnmente tubos de lava o cuevas de piedra caliza) que contiene cantidades significativas de hielo perenne (durante todo el año) . Al menos una parte de la cueva debe tener una temperatura inferior a 0 °C (32 °F) durante todo el año y el agua debe haber viajado a la zona fría de la cueva.
Este tipo de cueva fue descrita formalmente por primera vez [ dudoso ] por el inglés Edwin Swift Balch en 1900, [1] quien sugirió que se debería usar el término francés glacieres para ellas, a pesar de que el término cueva de hielo se usaba comúnmente entonces, como ahora. para referirse a cuevas que simplemente contienen hielo durante todo el año. Entre los espeleólogos , cueva de hielo es el término inglés adecuado. [2]
Una cavidad formada dentro del hielo (como en un glaciar) se llama propiamente cueva glaciar . [3]
Las cuevas de hielo se presentan como cuevas de hielo estáticas, como la Cueva de Hielo Peña Castil, [4] y cuevas de hielo dinámicas o cíclicas, como Eisriesenwelt . [5] [ se necesita una mejor fuente ]
En la mayor parte del mundo, las cuevas de lecho rocoso están aisladas térmicamente de la superficie y, por lo tanto, comúnmente asumen una temperatura casi constante que se aproxima a la temperatura promedio anual en la superficie. En algunos ambientes fríos, como los que rodean el Monte Erebus , las temperaturas promedio de la superficie (y por lo tanto de las cuevas) son bajo cero, y con agua superficial disponible en verano, las cuevas de hielo son posibles y a veces están cubiertas por torres de hielo fumarólicas . [6] Sin embargo, existen muchas cuevas de hielo en climas templados , debido a mecanismos que resultan en que las temperaturas de las cuevas sean más frías que las temperaturas promedio de la superficie donde se formaron. [7]
Trampas de frío : ciertas configuraciones de cuevas permiten que la convección estacional importe aire frío de la superficie en invierno, pero no aire cálido en verano. Un ejemplo típico es una cámara subterránea ubicada debajo de una única entrada. En invierno, el aire frío y denso se instala en la cueva, desplazando el aire más cálido que sube y sale de la cueva. En verano, el aire frío de la cueva permanece en su lugar, ya que el aire relativamente cálido de la superficie es más ligero y no puede entrar. La cueva sólo intercambiará aire cuando el aire de la superficie sea más frío que el aire de la cueva. Algunas trampas frías pueden atrapar la nieve de la superficie y protegerla de los rayos del sol de verano , lo que puede contribuir aún más a que la temperatura de la cueva sea más fría. [7]
Permafrost : Incluso los ambientes templados pueden incluir zonas de lecho de roca que se encuentran bajo cero durante todo el año, una condición llamada permafrost . Por ejemplo, el viento invernal y la ausencia de capa de nieve pueden permitir una congelación lo suficientemente profunda como para protegerse del deshielo del verano, particularmente en rocas de color claro que no absorben fácilmente el calor. Aunque la porción de una cueva dentro de esta zona de permafrost estará bajo cero, el permafrost generalmente no permite la filtración de agua , por lo que las formaciones de hielo a menudo se limitan a cristales de vapor , y los pasajes de cuevas más profundos pueden ser áridos y completamente libres de hielo. Las cuevas de hielo en el permafrost no tienen por qué ser trampas de frío (aunque algunas lo son), siempre que no presenten corrientes significativas en verano.
Enfriamiento por evaporación : en invierno, el aire seco de la superficie que ingresa a una cueva saturada de humedad puede tener un efecto de enfriamiento adicional debido al calor latente de la evaporación . Esto puede crear una zona dentro de la cueva que sea más fría que el resto de la cueva. Debido a que muchas cuevas tienen corrientes de aire que se revierten estacionalmente, el correspondiente calentamiento de la cueva a través de la condensación en verano puede ocurrir en un lugar diferente dentro de la cueva, pero en cualquier caso es probable que un ambiente de cueva saturado de humedad experimente mucho más enfriamiento por evaporación que calentamiento por condensación. .
Los diferentes mecanismos de congelación dan como resultado tipos de hielo de cueva perenne visual y estructuralmente distintos.
Agua estancada : El agua superficial que se acumula y se estanca en una cueva antes de congelarse formará una masa de hielo transparente, que puede tener decenas de metros de espesor y ser de gran edad. Las grandes masas de hielo son plásticas y pueden fluir lentamente en respuesta a la gravedad o la presión de acumulaciones adicionales. La escultura a partir del flujo de aire y la sublimación puede revelar antiguas bandas de acumulación dentro del hielo.
Nieve acumulada : comprimida bajo el peso de acumulaciones en curso, la nieve que se desliza o cae en la entrada de una cueva puede eventualmente formar hielo que es gruesamente cristalino, similar al hielo de un glaciar . Los verdaderos glaciares subterráneos son raros.
Formaciones de hielo : el agua que se congela antes de encharcarse puede formar carámbanos , estalagmitas de hielo, columnas de hielo o cascadas congeladas . [7]
Humedad en el aire (vapor de agua) : El vapor congelado puede formar cristales de escarcha , plumas de escarcha y placas de hielo bidimensionales en las paredes y el techo de la cueva.
Hielo en forma de aguja : el agua que se infiltra y se congela dentro del lecho de roca a veces puede ser forzada a ingresar al pasaje de la cueva.
Intrusiones : El peso de un glaciar de superficie colocado sobre la entrada de una cueva puede forzar al hielo glacial a penetrar una corta distancia en la cueva. Los únicos ejemplos conocidos de este fenómeno son los varios "tapones de hielo" en la parte trasera de la cueva Castleguard en Alberta .