La desglaciación es la transición de condiciones glaciales plenas durante las edades de hielo , a interglaciares cálidos , caracterizados por el calentamiento global y el aumento del nivel del mar debido al cambio en el volumen del hielo continental. [1] Así, se refiere al retroceso de un glaciar , una capa de hielo o capa superficial congelada, y la resultante exposición de la superficie de la Tierra . El declive de la criósfera 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 aproximadamente 21.000 años), comenzó la última desglaciación, que duró hasta principios del Holoceno . [3] [4] En gran parte de la Tierra, la desglaciación durante los últimos 100 años se ha acelerado como resultado del cambio climático , provocado en parte por cambios antropogénicos en los gases de efecto invernadero . [5]
La desglaciación anterior tuvo lugar aproximadamente desde el 22 ka hasta el 11,5 ka. Esto ocurrió cuando hubo una temperatura atmosférica media anual en la Tierra que aumentó aproximadamente 5 °C, lo que también fue acompañado por un calentamiento regional en latitudes altas que superó los 10 °C. A esto también le siguió un calentamiento notable en aguas profundas y tropicales, de alrededor de 1 a 2 °C (mar profundo) y de 2 a 4 °C (mar tropical). No sólo 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, el nivel del mar aumentó unos 120 metros. Estos procesos no ocurrieron de manera constante y tampoco ocurrieron al mismo tiempo. [4]
El proceso de desglaciación refleja una falta de equilibrio entre la extensión de los glaciares existentes 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 criósfera global (según se deduce de observaciones de núcleos de hielo y rocas, accidentes geográficos superficiales, estructuras geológicas subsuperficiales, registros fósiles y otros métodos de datación) reflejan la naturaleza cíclica de los fenómenos globales y regionales. Glaciología medida por edades de hielo y períodos más pequeños conocidos como glaciales e interglaciales . [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 únicamente por glaciares alpinos de gran altitud en la mayoría de las latitudes con capa de hielo más grande y hielo marino 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 . Según las muestras de metano disuelto en agua, Groenlandia puede representar una fuente global importante de metano y puede contribuir significativamente más debido a la desglaciación en curso. [11] Un estudio realizado en 2016 concluyó, basándose en evidencia anterior, 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 el estado de la nieve y el hielo en la superficie de la Tierra. En períodos más fríos, 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 interglaciares del Pleistoceno, el marcapasos del inicio y el derretimiento de la glaciación son cambios en los parámetros orbitales denominados ciclos de Milankovitch . Específicamente, la baja insolación del verano en el hemisferio norte permite el crecimiento de capas de hielo, mientras que la alta insolación del verano causa más ablación que la 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 de CO 2 atmosférico , son la causa principal 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 deglaciación o colapso. Las áreas recientemente expuestas del Océano Austral contienen reservas de CO 2 secuestradas durante mucho tiempo que ahora se están emitiendo a la atmósfera y continúan impactando la dinámica glacial. [14]
El principio de isostasia se aplica directamente al proceso de desglaciación, especialmente al rebote posglacial , que es uno de los principales mecanismos a través del cual se observa y estudia la isostasia. El rebote posglacial se refiere al aumento de la actividad de levantamiento tectónico inmediatamente después del retroceso de los glaciares. [15] Se han encontrado tasas crecientes y abundancia de actividad volcánica en regiones que experimentan un rebote posglacial. Si se produce en una escala suficientemente grande, un aumento de la actividad volcánica proporciona una retroalimentación positiva al proceso de desglaciación como resultado de la liberación de CO 2 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 de los glaciares. [19]
La desglaciación influye en el nivel del mar porque el agua que antes se encontraba en la tierra en forma sólida se convierte en agua líquida y finalmente desemboca en el océano. El reciente período de intensa desglaciación ha resultado en un aumento promedio del nivel del mar global 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 el derretimiento , la evaporación , la sublimación , el desprendimiento y los procesos eólicos como la socavación del 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 hasta los 37°N al sur. 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 los cambios en la radiación solar entrante, o insolación, del verano en el hemisferio norte. Pero, como no todos los aumentos de insolación a lo largo del tiempo provocaron desglaciación, hasta los actuales volúmenes de hielo que presenciamos hoy. Esto lleva a una conclusión diferente, que sugiere que existe un posible umbral climático, en términos de capas de hielo que se retiran y eventualmente desaparecen. Como Laurentide era la capa de hielo más grande del hemisferio norte, se han realizado muchos estudios sobre su desaparición, descargando modelos de balance energético, modelos de circulación general atmósfera-océano y modelos de balance energético en superficie. 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 más que probablemente a una descarga dinámica. No fue hasta principios del Holoceno cuando el balance de masa de la superficie pasó a ser negativo. Este cambio a un balance de masa superficial negativo sugirió que la ablación de la superficie 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 sólo 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 en la tierra. En primer lugar, a medida que se derriten enormes glaciares, se produce un gran volumen de agua de deshielo. Los volúmenes de agua de deshielo crearon muchas características, incluidos lagos proglaciales de agua dulce, que pueden ser considerables. No sólo 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 lagos grandes se hicieron frecuentes, 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 del crecimiento, la propagación y la diversidad de las plantas que vemos hoy. Los lagos actuaron como barreras para la migración de las plantas, pero cuando se drenaron, las plantas pudieron migrar y propagarse de manera muy eficiente. [23]
El período comprendido entre el final del último máximo glacial y el Holoceno temprano (hace entre 19.000 y 11.000 años), muestra cambios en las concentraciones de gases de efecto invernadero y en la circulación meridional de vuelco del Atlántico (AMOC), 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 el 19ka, el final del Último Máximo Glacial (o LGM) y el 11ka, que fue el Holoceno temprano, el sistema climático experimentó una transformación drástica. Gran parte de este cambio se estaba produciendo a un ritmo sorprendente, mientras la Tierra se enfrentaba al final de la última edad de hielo. Los cambios en la insolación fueron la razón principal de este drástico cambio global en el clima, ya que estaba relacionado con varios otros cambios a nivel global, desde la alteración de las capas de hielo hasta la fluctuación de la concentración de gases de efecto invernadero y muchas otras retroalimentaciones que resultaron en respuestas distintas. tanto a nivel mundial como regional. No solo se alteraron las capas de hielo y los gases de efecto invernadero, sino que además se produjo 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 se produjo hasta después del 11ka. No obstante, el mundo había llegado a su actual período interglacial, donde el clima es comparativamente constante y estable, y las concentraciones de gases de efecto invernadero se acercan a niveles preindustriales. Todos estos datos están disponibles gracias a estudios e información recopilada a partir de registros indirectos, tanto terrestres como oceánicos, que ilustran los 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 (CO 2 ), lo que se creía que era el resultado de una mayor contención de carbono en las profundidades del océano, 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 las convirtió en el lugar con mayor densidad y mayor contenido de sal durante el LGM. La descarga de ese carbono secuestrado fue quizás un resultado directo del vuelco de las profundidades del Océano Austral, impulsado por un aumento de las surgencias impulsadas por el viento y la retirada del hielo marino, que están directamente relacionados con el calentamiento de la Antártida y que también coinciden con los fenómenos fríos. , el Dryas más viejo y el más joven, en el norte. [4]
A lo largo del LGM en América del Norte, el este estuvo poblado por bosques de coníferas tolerantes al frío, mientras que el sureste y noroeste de los Estados Unidos mantuvieron bosques abiertos en lugares que hoy tienen bosques cerrados, lo que sugiere que durante el LGM las temperaturas fueron más frías y las condiciones generales eran mucho más secos que los que experimentamos hoy. También hay indicios de que el suroeste de los Estados Unidos fue mucho más húmedo durante el LGM en comparación con hoy, ya que había bosques abiertos, donde hoy vemos desierto y estepa. En los Estados Unidos, la variación general de la vegetación implica una caída general de las temperaturas de (como mínimo 5 °C), un desplazamiento de las trayectorias de las tormentas del oeste hacia el sur y un gradiente latitudinal de temperatura muy pronunciado. [4]
Varios accidentes geográficos visibles hoy en día son distintivos de las poderosas fuerzas de erosión que intervienen durante la desglaciación o inmediatamente después. La distribución de tales accidentes geográficos ayuda a comprender la dinámica glacial y los períodos geológicos del pasado. El estudio de los accidentes geográficos expuestos también puede ayudar a comprender el presente y el futuro cercano a medida que los glaciares de todo el mundo retroceden en el período actual de cambio climático. [26] En general, los paisajes recientemente desglacializados 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 sucesivos procesos geomórficos después de la exposición debido a la desglaciación:
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