Un glaciar ( EE.UU .: / ˈ ɡ l eɪ ʃ ər / ; Reino Unido : / ˈ ɡ l æ s i ər , ˈ ɡ l eɪ s i ər / ) es un cuerpo persistente de hielo denso que se mueve constantemente por su propio peso. Un glaciar se forma donde la acumulación de nieve supera su ablación durante muchos años, a menudo siglos . Adquiere características distintivas, como grietas y seracs , a medida que fluye lentamente y se deforma bajo las tensiones inducidas por su peso. A medida que se mueve, erosiona las rocas y los escombros de su sustrato para crear accidentes geográficos como circos , morrenas o fiordos . Aunque un glaciar puede fluir hacia una masa de agua, se forma sólo en tierra y es distinto del hielo marino y del hielo lacustre, mucho más delgados, que se forman en la superficie de las masas de agua.
En la Tierra, el 99% del hielo glacial está contenido en vastas capas de hielo (también conocidas como "glaciares continentales") en las regiones polares , pero se pueden encontrar glaciares en cadenas montañosas de todos los continentes excepto el continente australiano, incluidas las latitudes altas de Oceanía. países insulares oceánicos como Nueva Zelanda . Entre las latitudes 35°N y 35°S, los glaciares se encuentran sólo en el Himalaya , los Andes y algunas montañas altas en África Oriental, México, Nueva Guinea y en Zard-Kuh en Irán. [2] Con más de 7.000 glaciares conocidos, Pakistán tiene más hielo glacial que cualquier otro país fuera de las regiones polares. [3] [1] Los glaciares cubren aproximadamente el 10% de la superficie terrestre de la Tierra. Los glaciares continentales cubren casi 13 millones de km 2 (5 millones de millas cuadradas) o aproximadamente el 98% de los 13,2 millones de km 2 (5,1 millones de millas cuadradas) de la Antártida , con un espesor promedio de hielo de 2.100 m (7.000 pies). Groenlandia y la Patagonia también tienen enormes extensiones de glaciares continentales. [4] El volumen de los glaciares, sin incluir las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia, se ha estimado en 170.000 km 3 . [5]
El hielo glacial es la mayor reserva de agua dulce de la Tierra y contiene en sus capas de hielo alrededor del 69 por ciento del agua dulce del mundo. [6] [7] Muchos glaciares de climas templados , alpinos y polares estacionales almacenan agua en forma de hielo durante las estaciones más frías y la liberan más tarde en forma de agua de deshielo cuando las temperaturas más cálidas del verano hacen que el glaciar se derrita, creando una fuente de agua que es especialmente importante para plantas, animales y usos humanos cuando otras fuentes pueden ser escasas. Sin embargo, en ambientes antárticos y de gran altitud, la diferencia de temperatura estacional a menudo no es suficiente para liberar agua de deshielo.
Dado que la masa glacial se ve afectada por cambios climáticos a largo plazo, por ejemplo, precipitación , temperatura media y nubosidad , los cambios de masa glacial se consideran entre los indicadores más sensibles del cambio climático y son una fuente importante de variaciones en el nivel del mar .
Un gran trozo de hielo comprimido, o un glaciar, parece azul , como grandes cantidades de agua parecen azules , porque las moléculas de agua absorben otros colores de manera más eficiente que el azul. La otra razón del color azul de los glaciares es la falta de burbujas de aire. Las burbujas de aire, que dan el color blanco al hielo, se expulsan mediante presión, lo que aumenta la densidad del hielo creado.
La palabra glaciar es un préstamo del francés y se remonta, vía franco-provenzal , al latín vulgar glaciārium , derivado del latín tardío glacia , y en última instancia al latín glaciēs , que significa "hielo". [8] Los procesos y características causados por los glaciares o relacionados con ellos se denominan glaciales. El proceso de establecimiento, crecimiento y flujo de los glaciares se denomina glaciación . El área de estudio correspondiente se llama glaciología . Los glaciares son componentes importantes de la criosfera global .
Los glaciares se clasifican por su morfología, características térmicas y comportamiento. Los glaciares alpinos se forman en las crestas y laderas de las montañas. Un glaciar que llena un valle se llama glaciar de valle o, alternativamente, glaciar alpino o glaciar de montaña . [9] Una gran masa de hielo glacial situada a horcajadas sobre una montaña, cadena montañosa o volcán se denomina capa de hielo o campo de hielo . [10] Los casquetes polares tienen una superficie inferior a 50.000 km 2 (19.000 millas cuadradas) por definición.
Los cuerpos glaciares de más de 50.000 km 2 (19.000 millas cuadradas) se denominan capas de hielo o glaciares continentales . [11] A varios kilómetros de profundidad, oscurecen la topografía subyacente. Sólo los nunataks sobresalen de sus superficies. Las únicas capas de hielo existentes son las dos que cubren la mayor parte de la Antártida y Groenlandia. [12] Contienen grandes cantidades de agua dulce, suficiente para que si ambos se derritieran, el nivel global del mar aumentaría más de 70 m (230 pies). [13] Las porciones de una capa o capa de hielo que se extienden hacia el agua se denominan plataformas de hielo ; tienden a ser delgados con pendientes limitadas y velocidades reducidas. [14] Las secciones estrechas y de rápido movimiento de una capa de hielo se denominan corrientes de hielo . [15] [16] En la Antártida, muchas corrientes de hielo desembocan en grandes plataformas de hielo . Algunos desembocan directamente en el mar, a menudo con una lengua de hielo , como el glaciar Mertz .
Los glaciares de marea son glaciares que terminan en el mar, incluida la mayoría de los glaciares que fluyen desde Groenlandia, la Antártida, las islas Baffin , Devon y Ellesmere en Canadá, el sudeste de Alaska y los campos de hielo patagónicos norte y. A medida que el hielo llega al mar, los pedazos se rompen o se desprenden, formando icebergs . La mayoría de los glaciares de marea se rompen sobre el nivel del mar, lo que a menudo resulta en un tremendo impacto cuando el iceberg golpea el agua. Los glaciares de marea experimentan ciclos de avance y retroceso que duran siglosy que se ven mucho menos afectados por el cambio climático que otros glaciares. [17]
Térmicamente, un glaciar templado se encuentra en un punto de fusión durante todo el año, desde su superficie hasta su base. El hielo de un glaciar polar siempre está por debajo del umbral de congelación desde la superficie hasta su base, aunque la capa de nieve de la superficie puede experimentar derretimiento estacional. Un glaciar subpolar incluye hielo templado y polar, dependiendo de la profundidad debajo de la superficie y la posición a lo largo del glaciar. De manera similar, el régimen térmico de un glaciar a menudo se describe por su temperatura basal. Un glaciar de base fría está por debajo del punto de congelación en la interfaz hielo-suelo y, por lo tanto, está congelado en el sustrato subyacente. Un glaciar de base cálida está por encima o en el punto de congelación en la interfaz y puede deslizarse en este contacto. [18] Se cree que este contraste rige en gran medida la capacidad de un glaciar para erosionar eficazmente su lecho , ya que el hielo deslizante promueve el arranque de rocas de la superficie inferior. [19] Los glaciares que son en parte de base fría y en parte de base cálida se conocen como politermales . [18]
Los glaciares se forman donde la acumulación de nieve y hielo supera la ablación . Un glaciar generalmente se origina a partir de un relieve de circo (conocido alternativamente como corrie o cwm ), una característica geológica típicamente en forma de sillón (como una depresión entre montañas rodeadas por arêtes ), que recolecta y comprime a través de la gravedad la nieve que cae. él. Esta nieve se acumula y el peso de la nieve que cae encima la compacta, formando névé (nieve granular). Una mayor trituración de los copos de nieve individuales y una mayor expulsión del aire de la nieve la convierten en "hielo glacial". Este hielo glacial llenará el circo hasta que se "desborde" a través de una debilidad o vacío geológico, como una brecha entre dos montañas. Cuando la masa de nieve y hielo alcanza un espesor suficiente, comienza a moverse mediante una combinación de pendiente de la superficie, gravedad y presión. En pendientes más pronunciadas, esto puede ocurrir con tan solo 15 m (49 pies) de nieve-hielo.
En los glaciares templados, la nieve se congela y descongela repetidamente, transformándose en hielo granular llamado firn . Bajo la presión de las capas de hielo y nieve que hay encima, este hielo granular se funde formando una capa más densa. Con el paso de los años, las capas de firma se compactan aún más y se convierten en hielo glacial. [20] El hielo de los glaciares es ligeramente más denso que el hielo formado a partir de agua congelada porque el hielo de los glaciares contiene menos burbujas de aire atrapadas.
El hielo glacial tiene un tinte azul distintivo porque absorbe algo de luz roja debido a un matiz del modo de estiramiento infrarrojo OH de la molécula de agua. (El agua líquida aparece azul por la misma razón. El azul del hielo del glaciar a veces se atribuye erróneamente a la dispersión de burbujas de Rayleigh en el hielo).
Un glaciar se origina en un lugar llamado cabeza de glaciar y termina en su pie, hocico o término .
Los glaciares se dividen en zonas según la capa de nieve de la superficie y las condiciones de derretimiento. [22] La zona de ablación es la región donde hay una pérdida neta de masa glaciar. La parte superior de un glaciar, donde la acumulación supera la ablación, se llama zona de acumulación . La línea de equilibrio separa la zona de ablación y la zona de acumulación; es el contorno donde la cantidad de nieve nueva ganada por acumulación es igual a la cantidad de hielo perdida por ablación. En general, la zona de acumulación representa entre el 60% y el 70% de la superficie del glaciar, más si el glaciar genera icebergs. El hielo en la zona de acumulación es lo suficientemente profundo como para ejercer una fuerza descendente que erosiona la roca subyacente. Después de que un glaciar se derrite, a menudo deja tras de sí una depresión en forma de cuenco o anfiteatro que varía en tamaño desde grandes cuencas como los Grandes Lagos hasta depresiones montañosas más pequeñas conocidas como circos .
La zona de acumulación se puede subdividir en función de sus condiciones de fusión.
La salud de un glaciar generalmente se evalúa determinando el balance de masa del glaciar u observando el comportamiento terminal. Los glaciares sanos tienen grandes zonas de acumulación, más del 60% de su superficie está cubierta de nieve al final de la temporada de deshielo y tienen un final con un flujo vigoroso.
Tras el final de la Pequeña Edad del Hielo, alrededor de 1850, los glaciares alrededor de la Tierra se han retirado sustancialmente . Un ligero enfriamiento provocó el avance de muchos glaciares alpinos entre 1950 y 1985, pero desde 1985 el retroceso y la pérdida de masa de los glaciares se han vuelto mayores y cada vez más ubicuos. [23] [24] [25]
Los glaciares se mueven cuesta abajo por la fuerza de la gravedad y la deformación interna del hielo. [26] A nivel molecular, el hielo consiste en capas apiladas de moléculas con enlaces relativamente débiles entre las capas. Cuando la cantidad de tensión (deformación) es proporcional a la tensión que se aplica, el hielo actuará como un sólido elástico. El hielo debe tener al menos 30 m (98 pies) de espesor para incluso comenzar a fluir, pero una vez que su espesor excede aproximadamente 50 m (160 pies) (160 pies), la tensión en la capa superior excederá la fuerza de unión entre capas, y entonces se moverá más rápido que la capa de abajo. [27] Esto significa que pequeñas cantidades de tensión pueden resultar en una gran cantidad de deformación, causando que la deformación se convierta en un flujo plástico en lugar de elástico. Entonces, el glaciar comenzará a deformarse por su propio peso y fluirá por el paisaje. Según la ley de flujo de Glen-Nye , la relación entre tensión y deformación y, por tanto, la tasa de flujo interno, se puede modelar de la siguiente manera: [28] [26]
dónde:
.jpg/1280px-Geirangerfjord_(6-2007).jpg)
Las velocidades más bajas se producen cerca de la base del glaciar y a lo largo de los lados del valle, donde la fricción actúa contra el flujo y provoca la mayor deformación. La velocidad aumenta hacia adentro, hacia la línea central y hacia arriba, a medida que disminuye la cantidad de deformación. Las velocidades de flujo más altas se encuentran en la superficie, lo que representa la suma de las velocidades de todas las capas inferiores. [28] [26]
Debido a que el hielo puede fluir más rápido donde es más grueso, la tasa de erosión inducida por los glaciares es directamente proporcional al espesor del hielo suprayacente. En consecuencia, las depresiones bajas preglaciales se profundizarán y la topografía preexistente se verá amplificada por la acción glacial, mientras que los nunataks , que sobresalen por encima de las capas de hielo, apenas se erosionan (se ha estimado que la erosión es de 5 m cada 1,2 millones de años). [29] Esto explica, por ejemplo, el perfil profundo de los fiordos , que pueden alcanzar un kilómetro de profundidad debido a que el hielo se dirige topográficamente hacia ellos. La extensión de los fiordos tierra adentro aumenta la tasa de adelgazamiento de las capas de hielo, ya que son los principales conductos para el drenaje de las capas de hielo. También hace que las capas de hielo sean más sensibles a los cambios en el clima y el océano. [29]
Aunque a principios del siglo XIX se conocían pruebas a favor del flujo de los glaciares, se propusieron otras teorías sobre el movimiento de los glaciares, como la idea de que el agua de deshielo, al volverse a congelar dentro de los glaciares, provocaba que el glaciar se dilatara y extendiera su longitud. Cuando quedó claro que los glaciares se comportaban hasta cierto punto como si el hielo fuera un fluido viscoso, se argumentó que la "regelación", o el derretimiento y recongelamiento del hielo a una temperatura reducida por la presión sobre el hielo dentro del glaciar, era lo que permitió que el hielo se deformara y fluyera. A James Forbes se le ocurrió la explicación esencialmente correcta en la década de 1840, aunque pasaron varias décadas antes de que fuera plenamente aceptada. [30]
Los 50 m (160 pies) superiores de un glaciar son rígidos porque están bajo baja presión . Esta sección superior se conoce como zona de fractura y se mueve principalmente como una sola unidad sobre la sección inferior por la que fluye el plástico. Cuando un glaciar se mueve a través de un terreno irregular, se desarrollan grietas llamadas hendiduras en la zona de fractura. Las grietas se forman debido a las diferencias en la velocidad de los glaciares. Si dos secciones rígidas de un glaciar se mueven a diferentes velocidades o direcciones, las fuerzas de corte hacen que se rompan y abran una grieta. Las grietas rara vez tienen más de 46 m (150 pies) de profundidad pero, en algunos casos, pueden tener al menos 300 m (1000 pies) de profundidad. Por debajo de este punto, la plasticidad del hielo impide la formación de grietas. Las grietas que se cruzan pueden crear picos aislados en el hielo, llamados seracs .
Las grietas se pueden formar de varias maneras diferentes. Las grietas transversales son transversales al flujo y se forman donde las pendientes más pronunciadas hacen que el glaciar se acelere. Las grietas longitudinales se forman semiparalelas al flujo donde un glaciar se expande lateralmente. Se forman grietas marginales cerca del borde del glaciar, provocadas por la reducción de velocidad provocada por la fricción de las paredes del valle. Las grietas marginales son en gran medida transversales al flujo. El hielo de un glaciar en movimiento a veces puede separarse del hielo estancado de arriba, formando una bergschrund . Los Bergschrunds se parecen a las grietas, pero son características singulares en los márgenes de un glaciar. Las grietas hacen que viajar sobre glaciares sea peligroso, especialmente cuando están ocultas por frágiles puentes de nieve .
Por debajo de la línea de equilibrio, el agua de deshielo de los glaciares se concentra en los canales de los arroyos. El agua de deshielo puede acumularse en lagos proglaciares encima de un glaciar o descender a las profundidades de un glaciar a través de moulins . Los arroyos dentro o debajo de un glaciar fluyen en túneles englaciares o subglaciales. Estos túneles a veces reaparecen en la superficie del glaciar. [31]
La mayoría de los procesos importantes que controlan el movimiento de los glaciares ocurren en el contacto con el lecho de hielo, aunque sólo tenga unos pocos metros de espesor. [33] La temperatura, la rugosidad y la suavidad del lecho definen la tensión de corte basal, que a su vez define si el movimiento del glaciar se adaptará al movimiento de los sedimentos o si podrá deslizarse. Un lecho blando, con alta porosidad y baja presión de fluido en los poros, permite que el glaciar se mueva mediante el deslizamiento de sedimentos: la base del glaciar puede incluso permanecer congelada en el lecho, donde el sedimento subyacente se desliza debajo como un tubo de pasta de dientes. Una cama dura no puede deformarse de esta manera; por lo tanto, la única manera de que los glaciares de base dura se muevan es mediante deslizamiento basal, donde se forma agua de deshielo entre el hielo y el propio lecho. [34] Si un lecho es duro o blando depende de la porosidad y la presión de los poros; una mayor porosidad disminuye la resistencia del sedimento (por lo tanto, aumenta la tensión de corte τ B ). [33]
La porosidad puede variar según una variedad de métodos.
La suavidad del lecho puede variar en el espacio o el tiempo y cambia dramáticamente de un glaciar a otro. Un factor importante es la geología subyacente; Las velocidades de los glaciares tienden a diferir más cuando cambian el lecho de roca que cuando cambia el gradiente. [34] Además, la rugosidad del lecho también puede actuar para frenar el movimiento de los glaciares. La rugosidad del lecho es una medida de cuántas rocas y obstáculos sobresalen del hielo suprayacente. El hielo fluye alrededor de estos obstáculos derritiéndose bajo la alta presión en su lado opuesto ; Luego, el agua de deshielo resultante se fuerza a entrar en la cavidad que surge en su lado de sotavento , donde se vuelve a congelar. [33]
Además de afectar la tensión de los sedimentos, la presión del fluido (p w ) puede afectar la fricción entre el glaciar y el lecho. La alta presión del fluido proporciona una fuerza de flotación hacia arriba sobre el glaciar, reduciendo la fricción en su base. La presión del fluido se compara con la presión de sobrecarga de hielo, pi , dada por ρgh. Bajo corrientes de hielo que fluyen rápidamente, estas dos presiones serán aproximadamente iguales, con una presión efectiva (pi – pw ) de 30 kPa; es decir, todo el peso del hielo lo soporta el agua subyacente y el glaciar está a flote. [33]
Los glaciares también pueden moverse por deslizamiento basal , donde la base del glaciar se lubrica por la presencia de agua líquida, lo que reduce la tensión de corte basal y permite que el glaciar se deslice sobre el terreno sobre el que se asienta. El agua de deshielo puede producirse mediante fusión inducida por presión, fricción o calor geotérmico . Cuanto más variable sea la cantidad de derretimiento en la superficie del glaciar, más rápido fluirá el hielo. El deslizamiento basal es dominante en los glaciares de base templada o cálida. [35]
La presencia de agua de deshielo basal depende tanto de la temperatura del lecho como de otros factores. Por ejemplo, el punto de fusión del agua disminuye bajo presión, lo que significa que el agua se derrite a una temperatura más baja bajo glaciares más gruesos. [33] Esto actúa como un "doble golpe", porque los glaciares más gruesos tienen una conductancia de calor más baja, lo que significa que es probable que la temperatura basal también sea más alta. [34] La temperatura del lecho tiende a variar de forma cíclica. Un lecho frío tiene una gran resistencia, lo que reduce la velocidad del glaciar. Esto aumenta la tasa de acumulación, ya que la nieve recién caída no es transportada. En consecuencia, el glaciar se espesa, con tres consecuencias: en primer lugar, el lecho queda mejor aislado, lo que permite una mayor retención del calor geotérmico. [33]
En segundo lugar, el aumento de presión puede facilitar la fusión. Lo más importante es que τ D aumenta. Estos factores se combinarán para acelerar el glaciar. A medida que la fricción aumenta con el cuadrado de la velocidad, un movimiento más rápido aumentará en gran medida el calentamiento por fricción, con el consiguiente derretimiento, lo que provoca una retroalimentación positiva, aumentando la velocidad del hielo a un caudal aún más rápido: se sabe que los glaciares de la Antártida occidental alcanzan velocidades de hasta un kilómetro. por año. [33] Con el tiempo, el hielo aumentará lo suficientemente rápido como para comenzar a adelgazarse, ya que la acumulación no puede seguir el ritmo del transporte. Este adelgazamiento aumentará la pérdida de calor por conducción, lo que ralentizará el glaciar y provocará su congelación. Esta congelación ralentizará aún más el glaciar, a menudo hasta que se detenga, donde el ciclo puede comenzar de nuevo. [34]
El flujo de agua bajo la superficie del glaciar puede tener un gran efecto en el movimiento del propio glaciar. Los lagos subglaciales contienen cantidades significativas de agua, que pueden moverse rápidamente: se pueden transportar kilómetros cúbicos entre lagos en el transcurso de un par de años. [36] Se cree que este movimiento ocurre en dos modos principales: el flujo de tuberías involucra agua líquida que se mueve a través de conductos similares a tuberías, como un río subglacial; El flujo laminar implica el movimiento del agua en una capa delgada. Un cambio entre las dos condiciones de flujo puede estar asociado con un comportamiento repentino. De hecho, la pérdida del suministro de agua subglacial se ha relacionado con la interrupción del movimiento del hielo en la corriente de hielo de Kamb. [36] El movimiento subglacial del agua se expresa en la topografía superficial de las capas de hielo, que se desploman en lagos subglaciales desocupados. [36]
La velocidad del desplazamiento de los glaciares está determinada en parte por la fricción . La fricción hace que el hielo del fondo del glaciar se mueva más lentamente que el hielo de la parte superior. En los glaciares alpinos, la fricción también se genera en las paredes laterales del valle, lo que ralentiza los bordes con respecto al centro.
La velocidad media de los glaciares varía mucho, pero suele ser de alrededor de 1 m (3 pies) por día. [38] Puede que no haya movimiento en áreas estancadas; por ejemplo, en algunas partes de Alaska, los árboles pueden establecerse en depósitos de sedimentos superficiales. En otros casos, los glaciares pueden moverse a una velocidad de 20 a 30 m (70 a 100 pies) por día, como en Jakobshavn Isbræ de Groenlandia . La velocidad de los glaciares se ve afectada por factores como la pendiente, el espesor del hielo, las nevadas, el confinamiento longitudinal, la temperatura basal, la producción de agua de deshielo y la dureza del lecho.
Algunos glaciares tienen períodos de avance muy rápido llamados oleadas . Estos glaciares exhiben un movimiento normal hasta que repentinamente se aceleran y luego regresan a su estado de movimiento anterior. [39] Estas oleadas pueden ser causadas por la falla del lecho de roca subyacente, la acumulación de agua de deshielo en la base del glaciar [40] , tal vez proveniente de un lago supraglacial , o la simple acumulación de masa más allá de un "punto de inflexión" crítico. . [41] Se han producido tasas temporales de hasta 90 m (300 pies) por día cuando el aumento de la temperatura o la presión suprayacente provocaron que el hielo del fondo se derritiera y el agua se acumulara debajo de un glaciar.
En las zonas glaciares donde el glaciar se mueve a más de un kilómetro por año, se producen terremotos glaciales . Se trata de terremotos de gran escala con magnitudes sísmicas de hasta 6,1. [42] [43] El número de terremotos glaciales en Groenlandia alcanza su punto máximo cada año en julio, agosto y septiembre y aumentó rápidamente en las décadas de 1990 y 2000. En un estudio que utilizó datos desde enero de 1993 hasta octubre de 2005, se detectaron más eventos cada año desde 2002, y en 2005 se registraron el doble de eventos que en cualquier otro año. [43]
Las ojivas o bandas de Forbes [44] son crestas y valles de ondas alternas que aparecen como bandas de hielo oscuras y claras en las superficies de los glaciares. Están vinculados al movimiento estacional de los glaciares; el ancho de una banda oscura y otra clara generalmente equivale al movimiento anual del glaciar. Las ojivas se forman cuando el hielo de una cascada se rompe gravemente, lo que aumenta la superficie de ablación durante el verano. Esto crea un pantano y espacio para la acumulación de nieve en el invierno, lo que a su vez crea una cresta. [45] A veces, las ojivas consisten únicamente en ondulaciones o bandas de color y se describen como ojivas onduladas u ojivas de banda. [46]
Los glaciares están presentes en todos los continentes y en aproximadamente cincuenta países, excluyendo aquellos (Australia, Sudáfrica) que tienen glaciares sólo en territorios insulares subantárticos distantes. Se encuentran extensos glaciares en la Antártida, Argentina, Chile, Canadá, Alaska, Groenlandia e Islandia. Los glaciares de montaña están muy extendidos, especialmente en los Andes , el Himalaya , las Montañas Rocosas , el Cáucaso , las montañas escandinavas y los Alpes . El glaciar Snezhnika en la montaña Pirin , Bulgaria, con una latitud de 41°46′09″ N, es la masa glacial más meridional de Europa. [47] Australia continental actualmente no contiene glaciares, aunque en el último período glacial estuvo presente un pequeño glaciar en el monte Kosciuszko . [48] En Nueva Guinea, en Puncak Jaya se encuentran pequeños glaciares que están disminuyendo rápidamente . [49] África tiene glaciares en el monte Kilimanjaro en Tanzania, en el monte Kenia y en las montañas Rwenzori . Las islas oceánicas con glaciares incluyen Islandia, varias de las islas frente a la costa de Noruega, incluidas Svalbard y Jan Mayen en el extremo norte, Nueva Zelanda y las islas subantárticas de Marion , Heard , Grande Terre (Kerguelen) y Bouvet . Durante los períodos glaciales del Cuaternario, Taiwán , Hawaii en Mauna Kea [50] y Tenerife también tenían grandes glaciares alpinos, mientras que las Islas Feroe y Crozet [51] estaban completamente cubiertas de hielo.
La capa de nieve permanente necesaria para la formación de glaciares se ve afectada por factores como el grado de pendiente del terreno, la cantidad de nieve y los vientos. Los glaciares se pueden encontrar en todas las latitudes excepto entre 20° y 27° al norte y al sur del ecuador, donde la presencia del miembro descendente de la circulación de Hadley reduce tanto las precipitaciones que, con una alta insolación, las líneas de nieve alcanzan más de 6.500 m (21.330 pies). Sin embargo, entre 19˚N y 19˚S, las precipitaciones son mayores y las montañas por encima de los 5.000 m (16.400 pies) suelen tener nieve permanente.
Incluso en latitudes altas, la formación de glaciares no es inevitable. Zonas del Ártico , como la isla Banks y los valles secos de McMurdo en la Antártida, se consideran desiertos polares donde no se pueden formar glaciares porque reciben poca nieve a pesar del frío intenso. El aire frío, a diferencia del aire caliente, no puede transportar mucho vapor de agua. Incluso durante los períodos glaciales del Cuaternario , Manchuria , las tierras bajas de Siberia , [52] y el centro y norte de Alaska , [53] aunque extraordinariamente frías, tuvieron nevadas tan ligeras que no pudieron formarse glaciares. [54] [55]
Además de las regiones polares secas y sin glaciares, algunas montañas y volcanes en Bolivia, Chile y Argentina son altos (4.500 a 6.900 mo 14.800 a 22.600 pies) y fríos, pero la relativa falta de precipitaciones impide que la nieve se acumule en los glaciares. Esto se debe a que estos picos se encuentran cerca o en el hiperárido desierto de Atacama .
Los glaciares erosionan el terreno mediante dos procesos principales: desprendimiento y abrasión . [56]
A medida que los glaciares fluyen sobre el lecho de roca, se ablandan y levantan bloques de roca hacia el hielo. Este proceso, llamado desprendimiento, es causado por agua subglacial que penetra en las fracturas del lecho de roca y posteriormente se congela y se expande. [57] Esta expansión hace que el hielo actúe como una palanca que afloja la roca levantándola. Así, sedimentos de todos los tamaños pasan a formar parte de la carga del glaciar. Si un glaciar en retirada acumula suficientes escombros, puede convertirse en un glaciar de roca , como el glaciar Timpanogos en Utah.
La abrasión se produce cuando el hielo y su carga de fragmentos de roca se deslizan sobre el lecho de roca [57] y funcionan como papel de lija, alisando y puliendo el lecho de roca que se encuentra debajo. La roca pulverizada que produce este proceso se llama harina de roca y está formada por granos de roca de entre 0,002 y 0,00625 mm de tamaño. La abrasión provoca paredes de valles y laderas de montañas más empinadas en entornos alpinos, lo que puede provocar avalanchas y deslizamientos de rocas, que añaden aún más material al glaciar. La abrasión glacial se caracteriza comúnmente por estrías glaciales . Los glaciares los producen cuando contienen grandes rocas que tallan largos arañazos en el lecho de roca. Al mapear la dirección de las estrías, los investigadores pueden determinar la dirección del movimiento del glaciar. Similares a las estrías son las marcas de vibración , líneas de depresiones en forma de media luna en la roca subyacente a un glaciar. Se forman por abrasión cuando los cantos rodados del glaciar son atrapados y liberados repetidamente mientras son arrastrados por el lecho de roca.
La tasa de erosión de los glaciares varía. Seis factores controlan la tasa de erosión:
Cuando el lecho de roca tiene fracturas frecuentes en la superficie, las tasas de erosión glacial tienden a aumentar ya que el arrancamiento es la principal fuerza erosiva en la superficie; Sin embargo, cuando el lecho de roca tiene grandes espacios entre fracturas esporádicas, la abrasión tiende a ser la forma erosiva dominante y las tasas de erosión glacial se vuelven lentas. [58] Los glaciares en latitudes más bajas tienden a ser mucho más erosivos que los glaciares en latitudes más altas, porque tienen más agua de deshielo que llega a la base del glaciar y facilitan la producción y el transporte de sedimentos bajo la misma velocidad de movimiento y cantidad de hielo. [59]
El material que se incorpora a un glaciar suele ser transportado hasta la zona de ablación antes de ser depositado. Los depósitos glaciares son de dos tipos distintos:
Los trozos de roca más grandes que están incrustados en el suelo o depositados en la superficie se denominan " erráticos glaciales ". Su tamaño varía desde guijarros hasta cantos rodados, pero como a menudo se trasladan grandes distancias, pueden ser drásticamente diferentes del material sobre el que se encuentran. Los patrones de erráticos glaciares insinúan movimientos glaciares pasados.
Las morrenas glaciares se forman por la deposición de material de un glaciar y quedan expuestas después de que el glaciar se ha retirado. Por lo general, aparecen como montículos lineales de hasta , una mezcla desordenada de roca, grava y cantos rodados dentro de una matriz de material fino en polvo. Las morrenas terminales o finales se forman al pie o extremo terminal de un glaciar. Las morrenas laterales se forman a los lados del glaciar. Las morrenas mediales se forman cuando dos glaciares diferentes se fusionan y las morrenas laterales de cada uno se fusionan para formar una morrena en el medio del glaciar combinado. Menos evidentes son las morrenas terrestres , también llamadas deriva glacial , que a menudo cubren la superficie debajo del glaciar cuesta abajo desde la línea de equilibrio. El término morrena es de origen francés. Fue acuñado por campesinos para describir terraplenes y bordes aluviales que se encuentran cerca de los márgenes de los glaciares en los Alpes franceses . En geología moderna, el término se usa de manera más amplia y se aplica a una serie de formaciones, todas las cuales están compuestas de hasta. Las morrenas también pueden crear lagos represados por morrenas.
Los drumlins son colinas asimétricas con forma de canoa hechas principalmente de labranza. Sus alturas varían de 15 a 50 metros y pueden alcanzar un kilómetro de longitud. El lado más empinado de la colina mira hacia la dirección desde la que avanzó el hielo ( stoss ), mientras que se deja una pendiente más larga en la dirección de movimiento del hielo ( lee ). Los drumlins se encuentran en grupos llamados campos de drumlins o campamentos de drumlins . Uno de estos campos se encuentra al este de Rochester, Nueva York ; se estima que contiene alrededor de 10.000 drumlins. Aunque el proceso que forma los drumlins no se comprende completamente, su forma implica que son productos de la zona de deformación plástica de los glaciares antiguos. Se cree que muchos drumlins se formaron cuando los glaciares avanzaron y alteraron los depósitos de glaciares anteriores.
Antes de la glaciación, los valles montañosos tenían una característica forma de "V" , producida por la erosión del agua. Durante la glaciación, estos valles a menudo se ensanchan, profundizan y suavizan para formar un valle glacial en forma de U o una depresión glacial, como a veces se le llama. [60] La erosión que crea los valles glaciares trunca cualquier espolón de roca o tierra que pueda haberse extendido anteriormente a través del valle, creando acantilados de forma ampliamente triangular llamados espolones truncados . Dentro de los valles glaciares, las depresiones creadas por el arrancamiento y la abrasión pueden ser rellenadas por lagos, llamados lagos paternoster . Si un valle glaciar desemboca en una gran masa de agua, se forma un fiordo .
Normalmente, los glaciares profundizan más sus valles que sus afluentes más pequeños . Por lo tanto, cuando los glaciares retroceden, los valles de los glaciares afluentes permanecen por encima de la depresión del glaciar principal y se denominan valles colgantes .
Al comienzo de un glaciar de valle clásico hay un circo en forma de cuenco, que tiene paredes escarpadas en tres lados pero está abierto en el lado que desciende al valle. Los circos son donde el hielo comienza a acumularse en un glaciar. Se pueden formar dos circos glaciares espalda con espalda y erosionar sus paredes traseras hasta que solo quede una cresta estrecha, llamada arête . Esta estructura puede resultar en un paso de montaña . Si varios circos rodean una sola montaña, crean picos piramidales puntiagudos ; Los ejemplos particularmente empinados se llaman cuernos .
El paso del hielo glacial sobre un área de lecho de roca puede causar que la roca sea esculpida en una loma llamada roche moutonnée , [61] o roca "sheepback". Las Roches moutonnées pueden tener forma alargada, redondeada y asimétrica. Su longitud varía desde menos de un metro hasta varios cientos de metros de largo. [62] Las Roches moutonnées tienen una pendiente suave en los lados del glaciar hacia arriba y una cara empinada a vertical en los lados del glaciar hacia abajo. El glaciar erosiona la suave pendiente en el lado río arriba a medida que avanza, pero arranca fragmentos de roca y los arrastra desde el lado río abajo mediante arranque.
A medida que el agua que surge de la zona de ablación se aleja del glaciar, arrastra consigo finos sedimentos erosionados. A medida que disminuye la velocidad del agua, también disminuye su capacidad para transportar objetos en suspensión. De este modo, el agua deposita gradualmente los sedimentos a medida que corre, creando una llanura aluvial . Cuando este fenómeno se produce en un valle se le llama tren de valle . Cuando la deposición es en un estuario , los sedimentos se conocen como lodo de bahía . Las llanuras aluviales y los trenes de valles suelen ir acompañados de cuencas conocidas como " calderas ". Estos son pequeños lagos que se forman cuando grandes bloques de hielo atrapados en aluviones se derriten y producen depresiones llenas de agua. Los diámetros de las calderas varían de 5 ma 13 km, con profundidades de hasta 45 metros. La mayoría tienen forma circular porque los bloques de hielo que los formaron se redondearon al derretirse. [63]
Cuando el tamaño de un glaciar se reduce por debajo de un punto crítico, su flujo se detiene y se vuelve estacionario. Mientras tanto, el agua de deshielo dentro y debajo del hielo deja depósitos aluviales estratificados . Estos depósitos, en forma de columnas, terrazas y cúmulos, permanecen después del derretimiento del glaciar y se conocen como " depósitos glaciares ". Se denominan kames a los depósitos glaciares que toman forma de colinas o montículos . Algunos kames se forman cuando el agua de deshielo deposita sedimentos a través de aberturas en el interior del hielo. Otros son producidos por ventiladores o deltas creados por el agua de deshielo. Cuando el hielo glacial ocupa un valle, puede formar terrazas o kames a lo largo de las laderas del valle. Los depósitos glaciares largos y sinuosos se llaman eskers . Los eskers están compuestos de arena y grava depositada por corrientes de agua de deshielo que fluyeron a través de túneles de hielo dentro o debajo de un glaciar. Permanecen después del derretimiento del hielo, con alturas que superan los 100 metros y longitudes de hasta 100 km.
Los sedimentos glaciales muy finos o harina de roca [64] a menudo son recogidos por el viento que sopla sobre la superficie desnuda y pueden depositarse a grandes distancias del sitio de deposición fluvial original. Estos depósitos de loess eólico pueden ser muy profundos, incluso cientos de metros, como en zonas de China y el medio oeste de Estados Unidos . Los vientos catabáticos pueden ser importantes en este proceso.
Los glaciares, que pueden tener cientos de miles de años, se utilizan para rastrear el cambio climático durante largos períodos de tiempo. [66] Los investigadores derriten o trituran muestras de núcleos de hielo de glaciares cuyas capas cada vez más profundas representan, respectivamente, épocas anteriores de la historia climática de la Tierra. [66] Los investigadores aplican varios instrumentos al contenido de las burbujas atrapadas en las capas de los núcleos para rastrear los cambios en la composición de la atmósfera. [66] Las temperaturas se deducen de las diferentes concentraciones relativas de los respectivos gases, lo que confirma que durante al menos el último millón de años, las temperaturas globales han estado relacionadas con las concentraciones de dióxido de carbono . [66]
Las actividades humanas en la era industrial han aumentado la concentración de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero en el aire, provocando el calentamiento global actual . [67] La influencia humana es el principal impulsor de los cambios en la criosfera de la que forman parte los glaciares. [67]
El calentamiento global crea ciclos de retroalimentación positiva con los glaciares. [68] Por ejemplo, en la retroalimentación hielo-albedo , el aumento de las temperaturas aumenta el derretimiento de los glaciares, exponiendo más superficie terrestre y marina (que es más oscura que el hielo de los glaciares), permitiendo que la luz solar caliente la superficie en lugar de reflejarse de regreso al espacio. [68] Los glaciares de referencia rastreados por el Servicio Mundial de Vigilancia de Glaciares han perdido hielo cada año desde 1988. [69] Un estudio conjunto de la Universidad de Graz , el Centro Nacional Francés de Investigación Científica, la Universidad de Friburgo y la Universidad de Lausana ha Se ha demostrado que la velocidad del flujo de los glaciares de los Alpes se acelera y frena al mismo tiempo en la misma medida, a pesar de las grandes distancias. Esto muestra claramente que su velocidad está controlada por el cambio climático. [70] Otro indicador de la pérdida de glaciares es el Día de la Pérdida de Glaciares .
La escorrentía de agua procedente del derretimiento de los glaciares provoca un aumento del nivel del mar en todo el mundo , un fenómeno que el IPCC denomina un evento de "inicio lento". [71] Los impactos atribuibles al menos parcialmente al aumento del nivel del mar incluyen la invasión de asentamientos e infraestructuras costeras, el aumento de las poblaciones que habitan zonas de inundación costera de 100 años, amenazas existenciales a islas pequeñas y costas bajas, disminución de los recursos pesqueros costeros, pérdidas de ecosistemas costeros y servicios ecosistémicos, salinización de aguas subterráneas, mayores riesgos para la seguridad alimentaria e hídrica costera y daños agravados por ciclones tropicales, inundaciones, marejadas ciclónicas y hundimientos de tierras. [71]
Grandes masas, como capas de hielo o glaciares, pueden hundir la corteza terrestre hacia el manto. [72] La depresión suele representar un tercio del espesor de la capa de hielo o del glaciar. Después de que la capa de hielo o el glaciar se derrite, el manto comienza a regresar a su posición original, empujando la corteza hacia arriba. Este rebote posglacial , que avanza muy lentamente tras el derretimiento de la capa de hielo o del glaciar, se produce actualmente en cantidades cuantificables en Escandinavia y la región de los Grandes Lagos de América del Norte.
Una característica geomorfológica creada por el mismo proceso a menor escala se conoce como falla de dilatación . Ocurre cuando se permite que la roca previamente comprimida regrese a su forma original más rápidamente de lo que puede mantenerse sin fallar. Esto produce un efecto similar al que se vería si la roca fuera golpeada por un gran martillo. Se pueden observar fallas de dilatación en partes recientemente desglaciadas de Islandia y Cumbria.
Los casquetes polares de Marte muestran evidencia geológica de depósitos glaciales. El casquete polar sur es especialmente comparable a los glaciares de la Tierra. [73] Las características topográficas y los modelos informáticos indican la existencia de más glaciares en el pasado de Marte. [74] En latitudes medias, entre 35° y 65° al norte o al sur, los glaciares marcianos se ven afectados por la delgada atmósfera marciana. Debido a la baja presión atmosférica, la ablación cerca de la superficie es causada únicamente por sublimación , no por fusión . Como en la Tierra, muchos glaciares están cubiertos por una capa de rocas que aísla el hielo. Un instrumento de radar a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter encontró hielo debajo de una fina capa de rocas en formaciones llamadas delantales de escombros lobulados (LDA). [75] [76] [77]
En 2015, mientras New Horizons sobrevolaba el sistema Plutón - Caronte , la nave espacial descubrió una enorme cuenca cubierta por una capa de hielo de nitrógeno en Plutón. Una gran parte de la superficie de la cuenca está dividida en formaciones poligonales irregulares separadas por canales estrechos, interpretados como células de convección alimentadas por el calor interno del interior de Plutón. [78] [79] También se observaron flujos glaciales cerca de los márgenes de Sputnik Planitia, que parecen fluir tanto hacia dentro como hacia fuera de la cuenca. [80]
Con 7.253 glaciares conocidos, incluidos 543 en el valle de Chitral, según varios estudios, hay más hielo glacial en Pakistán que en cualquier otro lugar de la Tierra fuera de las regiones polares.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
