La desglaciación es la transición de condiciones glaciales completas durante las eras de hielo a interglaciares cálidos , caracterizados por el calentamiento global y el aumento del nivel del mar debido al cambio en el volumen de hielo continental. [1] Por lo tanto, se refiere al retroceso de un glaciar , una capa de hielo o capa superficial congelada, y la exposición resultante de la superficie de la Tierra . El declive de la criosfera debido a la ablación puede ocurrir en cualquier escala, desde global hasta localizada o en un glaciar en particular. [2] Después del Último Máximo Glacial (hace unos 21.000 años), comenzó la última desglaciación, que duró hasta principios del Holoceno . [3] [4] Alrededor de gran parte de la Tierra, la desglaciación durante los últimos 100 años se ha acelerado como resultado del cambio climático , en parte provocado por cambios antropogénicos en los gases de efecto invernadero . [5]
La desglaciación anterior se produjo entre hace 22.000 y 11.500 años, aproximadamente. Esto ocurrió cuando la temperatura atmosférica media anual de la Tierra aumentó aproximadamente 5 °C, lo que también estuvo acompañado de un calentamiento regional en las altas latitudes que superó los 10 °C. A esto también le siguió un notable calentamiento de las profundidades marinas y de los mares tropicales, de aproximadamente 1-2 °C (en las profundidades marinas) y de 2-4 °C (en los mares tropicales). No solo se produjo este calentamiento, sino que el balance hidrológico global también experimentó cambios notables y los patrones de precipitación regionales cambiaron. Como resultado de todo esto, las principales capas de hielo del mundo, incluidas las ubicadas en Eurasia, América del Norte y partes de la Antártida, se derritieron. Como consecuencia, los niveles del mar aumentaron aproximadamente 120 metros. Estos procesos no ocurrieron de manera constante ni al mismo tiempo. [4]
El proceso de desglaciación refleja una falta de equilibrio entre la extensión glacial existente y las condiciones climáticas. Como resultado del balance de masa neto negativo a lo largo del tiempo, los glaciares y las capas de hielo retroceden. Los repetidos períodos de aumento y disminución de la extensión de la criosfera global (como se deduce de las observaciones de núcleos de hielo y roca, accidentes geográficos de la superficie, estructuras geológicas del subsuelo, el registro fósil y otros métodos de datación) reflejan la naturaleza cíclica de la glaciología global y regional medida por las eras de hielo y períodos más pequeños conocidos como glaciares e interglaciares . [6] [7] Desde el final del último período glacial hace unos 12.000 años, las capas de hielo se han retirado a escala global, y la Tierra ha estado experimentando un período interglacial relativamente cálido marcado solo por glaciares alpinos de gran altitud en la mayoría de las latitudes con capas de hielo y hielo marino más grandes en los polos. [8] Sin embargo, desde el inicio de la Revolución Industrial , la actividad humana ha contribuido a un rápido aumento de la velocidad y el alcance de la desglaciación a nivel mundial. [9] [10]
Una investigación publicada en 2014 sugiere que debajo de la capa de hielo del glaciar Russell de Groenlandia , los metanótrofos podrían servir como un sumidero biológico de metano para el ecosistema subglacial, y la región fue, al menos durante el tiempo de la muestra, una fuente de metano atmosférico . Con base en el metano disuelto en muestras de agua, Groenlandia puede representar una fuente global significativa de metano, y puede contribuir significativamente más debido a la desglaciación en curso. [11] Un estudio en 2016 concluyó, basándose en evidencia pasada, que debajo de la capa de hielo de Groenlandia y la Antártida pueden existir clatratos de metano . [12]
En todas las escalas, el clima influye en la condición de la nieve y el hielo en la superficie de la Tierra. En períodos más fríos, las capas de hielo masivas pueden extenderse hacia el Ecuador , mientras que en períodos más cálidos que hoy, la Tierra puede estar completamente libre de hielo. Existe una relación positiva significativa, demostrada empíricamente, entre la temperatura de la superficie y la concentración de gases de efecto invernadero como el CO 2 en la atmósfera . La mayor concentración, a su vez, tiene un impacto negativo drástico en la extensión global y la estabilidad de la criosfera. [13] [14] En las escalas de tiempo milenarias de los ciclos glaciales e interglaciales del Pleistoceno, el marcapasos del inicio de la glaciación y el derretimiento son cambios en los parámetros orbitales denominados ciclos de Milankovitch . Específicamente, la baja insolación de verano en el hemisferio norte permite el crecimiento de las capas de hielo, mientras que la alta insolación de verano causa más ablación que acumulación de nieve en invierno.
Las actividades humanas que promueven el cambio climático , en particular el uso extensivo de combustibles fósiles durante los últimos 150 años y el consiguiente aumento de las concentraciones atmosféricas de CO2 , son la principal causa del retroceso más rápido de los glaciares alpinos y las capas de hielo continentales en todo el mundo. [9] Por ejemplo, la capa de hielo de la Antártida occidental ha retrocedido significativamente y ahora está contribuyendo a un ciclo de retroalimentación positiva que amenaza con una mayor desglaciación o colapso. Las áreas recientemente expuestas del Océano Austral contienen depósitos de CO2 secuestrados durante mucho tiempo que ahora se están emitiendo a la atmósfera y siguen afectando la dinámica glacial. [14]
El principio de isostasia se aplica directamente al proceso de desglaciación, especialmente al rebote postglacial , que es uno de los principales mecanismos a través de los cuales se observa y estudia la isostasia. El rebote postglacial se refiere al aumento de la actividad de elevación tectónica inmediatamente después del retroceso glacial. [15] Se han encontrado mayores tasas y abundancia de actividad volcánica en regiones que experimentan un rebote postglacial. Si es a una escala lo suficientemente grande, un aumento en la actividad volcánica proporciona una retroalimentación positiva al proceso de desglaciación como resultado de la liberación de CO2 y metano de los volcanes. [16] [17]
Los períodos de desglaciación también son causados en parte por procesos oceánicos. [18] Por ejemplo, las interrupciones de la circulación habitual de agua fría profunda y las profundidades de penetración en el Atlántico Norte tienen retroalimentaciones que promueven un mayor retroceso glacial. [19]
La desglaciación influye en el nivel del mar porque el agua que antes se encontraba en estado sólido en la tierra se convierte en agua líquida y finalmente se drena al océano. El reciente período de intensa desglaciación ha dado como resultado un aumento promedio del nivel del mar a nivel mundial de 1,7 mm/año durante todo el siglo XX y de 3,2 mm/año durante las últimas dos décadas, un aumento muy rápido. [20]
Los mecanismos físicos por los cuales se produce la desglaciación incluyen la fusión , la evaporación , la sublimación , el desprendimiento y los procesos eólicos como el arrastre por el viento.
A lo largo del Pleistoceno, la capa de hielo Laurentide se extendió por grandes áreas del norte de América del Norte, con más de 5.000.000 de millas cuadradas de cobertura. La capa de hielo Laurentide tenía 10.000 pies de profundidad en algunas áreas y llegaba tan al sur como 37° N. Dyke et al. han preparado un mapa de la extensión de la capa de hielo Laurentide durante la desglaciación. [21] Los ciclos de desglaciación son impulsados por varios factores, siendo el principal impulsor los cambios en la radiación solar de verano entrante, o insolación, en el hemisferio norte. Pero, como no todos los aumentos de la insolación a lo largo del tiempo causaron desglaciación, hasta los volúmenes de hielo actuales que presenciamos hoy, esto lleva a una conclusión diferente, una que sugiere que existe un posible umbral climático, en términos de capas de hielo que se retiran y finalmente desaparecen. Como Laurentide fue la capa de hielo de mayor masa del hemisferio norte, se han realizado muchos estudios sobre su desaparición, modelos de balance de energía de descarga, modelos de circulación general atmósfera-océano y modelos de balance de energía superficial. Estos estudios concluyeron que la capa de hielo Laurentide presentó un balance de masa superficial positivo durante casi la totalidad de su desglaciación, lo que indica que la pérdida de masa a lo largo de su desglaciación se debió, con mayor probabilidad, a la descarga dinámica. No fue hasta principios del Holoceno cuando el balance de masa superficial pasó a ser negativo. Este cambio a un balance de masa superficial negativo sugirió que la ablación superficial se convirtió en el factor que provocó la pérdida de masa de hielo en la capa de hielo Laurentide. Se concluye entonces que la capa de hielo Laurentide solo comenzó a exhibir comportamientos y patrones de desglaciación después de que el forzamiento radiativo y las temperaturas de verano comenzaron a aumentar a principios del Holoceno. [22]
Cuando la capa de hielo Laurentide avanzó a través del proceso de desglaciación, creó muchas formas de relieve nuevas y tuvo varios efectos sobre la tierra. En primer lugar, a medida que los glaciares enormes se derriten, se produce un gran volumen de agua de deshielo. Los volúmenes de agua de deshielo crearon muchas características, incluidos lagos de agua dulce proglaciales , que pueden ser considerables. No solo hubo agua de deshielo que formó lagos, sino que también hubo tormentas que soplaron sobre el agua dulce del interior. Estas tormentas crearon olas lo suficientemente fuertes como para erosionar las costas de hielo. Una vez que los acantilados de hielo quedaron expuestos, debido al aumento del nivel del mar y la erosión causada por las olas, los icebergs se partieron y se desprendieron (desprendieron). Los grandes lagos se volvieron predominantes, pero también lo hicieron los lagos más pequeños, menos profundos y de vida relativamente corta. Esta aparición y desaparición de lagos pequeños y poco profundos influyó en gran parte en el crecimiento, la expansión y la diversidad de las plantas que vemos hoy. Los lagos actuaron como barreras para la migración de las plantas, pero cuando estos lagos se drenaron, las plantas pudieron migrar y expandirse de manera muy eficiente. [23]
El período entre el final del Último Máximo Glacial y el Holoceno temprano (hace unos 19.000-11.000 años), muestra cambios en las concentraciones de gases de efecto invernadero y de la circulación meridional atlántica (CMA), cuando el nivel del mar aumentó 80 metros. [4] Además, la última desglaciación está marcada por tres pulsos abruptos de CO 2 , [24] y los registros de erupciones volcánicas muestran que el vulcanismo subaéreo aumentó globalmente de dos a seis veces por encima de los niveles de fondo entre 12 ka y 7 ka. [25]
Entre aproximadamente 19.000 años, el final del Último Máximo Glacial (o LGM) y 11.000 años, que fue el Holoceno temprano, el sistema climático experimentó una transformación drástica. Gran parte de este cambio se estaba produciendo a un ritmo asombroso, ya que la Tierra se enfrentaba al final de la última edad de hielo. Los cambios en la insolación fueron la principal razón de este drástico cambio global en el clima, ya que esto estuvo vinculado con varios otros cambios a nivel mundial, desde la alteración de las capas de hielo hasta la concentración fluctuante de gases de efecto invernadero y muchas otras retroalimentaciones que dieron lugar a respuestas distintas, tanto a nivel mundial como regional. No solo se estaban alterando las capas de hielo y los gases de efecto invernadero, sino que además de esto, hubo un cambio climático repentino y muchos casos de aumento rápido y considerable del nivel del mar. El derretimiento de las capas de hielo, junto con el aumento del nivel del mar, no ocurrió hasta después de 11.000 años. No obstante, el planeta había llegado a su actual período interglacial, donde el clima es comparativamente constante y estable, y las concentraciones de gases de efecto invernadero exhiben niveles cercanos a los preindustriales. Todos estos datos están disponibles gracias a estudios e información recopilada a partir de registros indirectos, tanto terrestres como oceánicos, que ilustran patrones globales generales de cambios en el clima durante el período de desglaciación. [4]
Durante el Último Máximo Glacial (LGM), hubo una aparente baja concentración atmosférica de dióxido de carbono (CO2 ) , lo que se cree que se debió a una mayor contención de carbono en el océano profundo, a través del proceso de estratificación dentro del Océano Austral. Estas aguas profundas del Océano Austral contenían la menor cantidad de δ13C, lo que en consecuencia resultó en que fueran el lugar con la mayor densidad y el mayor contenido de sal durante el LGM. La descarga de dicho carbono secuestrado fue quizás un resultado directo del vuelco del océano Austral profundo, impulsado por el aumento de las surgencias impulsadas por el viento y el retroceso del hielo marino, que están directamente correlacionados con el calentamiento de la Antártida, y también coincidentes con los eventos fríos, el Dryas más antiguo y el Dryas más reciente, en el norte. [4]
Durante el LGM en América del Norte, el este estaba poblado por bosques de coníferas tolerantes al frío, mientras que el sureste y el noroeste de los Estados Unidos mantenían bosques abiertos en lugares que hoy tienen bosques cerrados, lo que sugiere que durante el LGM las temperaturas eran más frías y las condiciones generales eran mucho más secas que las que experimentamos hoy. También hay indicios de que el suroeste de los Estados Unidos era mucho más húmedo durante el LGM en comparación con la actualidad, ya que había bosque abierto, donde hoy vemos desierto y estepa. En los Estados Unidos, la variación general de la vegetación implica una caída general de las temperaturas de (al menos 5 °C), un desplazamiento de las trayectorias de las tormentas del oeste hacia el sur y un gradiente de temperatura latitudinal muy pronunciado. [4]
Varias formas de relieve visibles hoy en día son características de las poderosas fuerzas erosivas que se produjeron durante o inmediatamente después de la desglaciación. La distribución de dichas formas de relieve ayuda a comprender mejor la dinámica glacial y los períodos geológicos del pasado. El estudio de las formas de relieve expuestas también puede ayudar a comprender el presente y el futuro cercano, a medida que los glaciares de todo el mundo se retraigan en el período actual de cambio climático. [26] En general, los paisajes recientemente desglaciados son inherentemente inestables y tenderán a avanzar hacia un equilibrio. [27]
Una muestra de accidentes geográficos comunes causados por la desglaciación, o causados por los procesos geomorfológicos sucesivos después de la exposición debido a la desglaciación:
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