El pedregal es una colección de fragmentos de roca rota en la base de un acantilado u otra masa rocosa empinada que se ha acumulado a través de desprendimientos periódicos de rocas . Los accidentes geográficos asociados con estos materiales a menudo se denominan depósitos de talud . Los depósitos de astrágalo suelen tener una forma cóncava hacia arriba, donde la inclinación máxima corresponde al ángulo de reposo del tamaño medio de las partículas de escombros . La definición exacta de pedregal en la literatura primaria es algo relajada y, a menudo, se superpone tanto con el astrágalo como con el coluvión . [1]
El término pedregal proviene del término nórdico antiguo para deslizamiento de tierra , skriða , [2] mientras que el término talud es una palabra francesa que significa pendiente o terraplén. [3] [4]
En las regiones árticas y subárticas de gran altitud , las pendientes de pedregal y los depósitos de talud suelen estar adyacentes a colinas y valles fluviales. Estas pendientes pronunciadas suelen originarse en procesos periglaciares del Pleistoceno tardío . [5] Los sitios de pedregal notables en el este de América del Norte incluyen las Cuevas de Hielo en el Área Recreativa Nacional White Rocks en el sur de Vermont y la Montaña de Hielo en el este de Virginia Occidental [6] en las Montañas Apalaches . Los pedregales son más abundantes en los Pirineos , los Alpes , las montañas Varisca , Apenina , Orocantabría y Cárpatos , la Península Ibérica y el norte de Europa. [7]
El término pedregal se aplica tanto a una ladera montañosa empinada e inestable compuesta de fragmentos de roca y otros escombros, como a la mezcla de fragmentos de roca y escombros en sí. [8] [9] [10] Es vagamente sinónimo de talud , material que se acumula en la base de una masa de roca saliente, [9] [11] o pendiente de talud , un relieve compuesto de talud. [12] El término pedregal se usa a veces de manera más amplia para cualquier lámina de fragmentos de roca suelta que cubre una pendiente, mientras que el astrágalo se usa de manera más específica para el material que se acumula en la base de un acantilado u otra pendiente rocosa de la cual obviamente se ha erosionado. [9]
El pedregal se forma por desprendimiento de rocas, [10] [13] lo que lo distingue del coluvión . El coluvión son fragmentos de roca o suelo que se depositan por lavado de lluvia , lavado de láminas o arrastre lento cuesta abajo , generalmente en la base de pendientes o laderas suaves. [14] Sin embargo, los términos pedregal , astrágalo , [9] [10] y, a veces, coluvión [1] tienden a usarse indistintamente. El término depósito de talud se utiliza a veces para distinguir el relieve del material del que está hecho. [15]
A menudo se supone que las pendientes de los pedregales están cercanas al ángulo de reposo . Ésta es la pendiente en la que una pila de material granular se vuelve mecánicamente inestable. Sin embargo, un examen cuidadoso de los taludes de pedregal muestra que sólo aquellos que están acumulando rápidamente material nuevo o que están experimentando una rápida eliminación de material de sus bases, están cerca del ángulo de reposo. La mayoría de las pendientes de pedregal son menos empinadas y a menudo muestran una forma cóncava, de modo que el pie de la pendiente es menos empinado que la parte superior de la pendiente. [16] [17]
La formación de depósitos de pedregal y talud es el resultado de la erosión física y química que actúa sobre la pared rocosa y de procesos erosivos que transportan el material pendiente abajo.
Hay cinco etapas principales en la evolución de las pendientes de pedregal: (1) acumulación, (2) consolidación, (3) erosión, (4) invasión de vegetación y, finalmente, (5) degradación de las pendientes.
Los taludes de pedregal se forman como resultado de la acumulación de material suelto y de grano grueso . Sin embargo, dentro de la propia pendiente de pedregal, generalmente hay una buena clasificación de los sedimentos por tamaño: las partículas más grandes se acumulan más rápidamente en el fondo de la pendiente. [18] La cementación se produce cuando un material de grano fino rellena los espacios entre los escombros. La velocidad de consolidación depende de la composición del talud; Los componentes arcillosos unirán los escombros más rápido que los arenosos . Si la erosión supera el suministro de sedimentos, las plantas pueden echar raíces. Las raíces de las plantas disminuyen las fuerzas de cohesión entre los componentes grueso y fino, degradando la pendiente. [19] Los procesos predominantes que degradan una pendiente rocosa dependen en gran medida del clima regional (ver más abajo), pero también de las tensiones térmicas y topográficas que gobiernan el material de la roca madre. Los dominios de proceso de ejemplo incluyen:
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La formación de pedregal se atribuye comúnmente a la formación de hielo dentro de las laderas rocosas de las montañas. La presencia de juntas , fracturas y otras heterogeneidades en la pared de roca puede permitir que la precipitación , el agua subterránea y la escorrentía superficial fluyan a través de la roca. Si la temperatura desciende por debajo del punto de congelación del líquido contenido en la roca, por ejemplo durante las noches especialmente frías, esta agua puede congelarse. Dado que el agua se expande un 9% cuando se congela, puede generar grandes fuerzas que crean nuevas grietas o cuñas en una posición inestable. Para que esto suceda, es posible que se requieran condiciones límite especiales (congelación rápida y confinamiento en agua). [20] Se cree que la producción de pedregal por congelación y descongelación es más común durante la primavera y el otoño, cuando las temperaturas diarias fluctúan alrededor del punto de congelación del agua y el deshielo produce abundante agua libre.
La eficiencia de los procesos de congelación y descongelación en la producción de pedregal es un tema de debate constante. Muchos investigadores creen que la formación de hielo en grandes sistemas de fracturas abiertas no puede generar presiones lo suficientemente altas como para forzar la fractura de las rocas madre y, en cambio, sugieren que el agua y el hielo simplemente fluyen fuera de las fracturas a medida que aumenta la presión. [21] Muchos argumentan que las heladas , como las que se sabe que actúan en el suelo en áreas de permafrost , pueden desempeñar un papel importante en la degradación de los acantilados en lugares fríos. [22] [23]
Con el tiempo, una pendiente rocosa puede quedar completamente cubierta por su propio pedregal, de modo que cesa la producción de nuevo material. Entonces se dice que la pendiente está "cubierta" de escombros. Sin embargo, dado que estos depósitos aún no están consolidados, todavía existe la posibilidad de que las pendientes del depósito fallen. Si la pila de depósito de astrágalo se desplaza y las partículas exceden el ángulo de reposo, el propio pedregal puede deslizarse y fallar.
Fenómenos como la lluvia ácida también pueden contribuir a la degradación química de las rocas y producir más sedimentos sueltos.
Los procesos bióticos a menudo se cruzan con regímenes de meteorización tanto físicos como químicos, ya que los organismos que interactúan con las rocas pueden alterarlas mecánica o químicamente.
Los líquenes crecen con frecuencia en la superficie o dentro de las rocas. Particularmente durante el proceso de colonización inicial, el liquen a menudo inserta sus hifas en pequeñas fracturas o planos de escisión mineral que existen en la roca huésped. [24] A medida que el liquen crece, las hifas se expanden y obligan a las fracturas a ensancharse. Esto aumenta el potencial de fragmentación, lo que posiblemente provoque desprendimientos de rocas. Durante el crecimiento del talo del liquen , pequeños fragmentos de la roca huésped pueden incorporarse a la estructura biológica y debilitar la roca.
La acción de congelación y descongelación de todo el cuerpo del liquen debido a cambios microclimáticos en el contenido de humedad puede causar alternativamente contracción y expansión térmica, [24] , lo que también tensiona la roca huésped. Los líquenes también producen varios ácidos orgánicos como subproductos metabólicos. [24] Estos a menudo reaccionan con la roca huésped, disolviendo minerales y descomponiendo el sustrato en sedimentos no consolidados.
Los pedregales a menudo se acumulan en la base de los glaciares, ocultándolos de su entorno. Por ejemplo, Lech dl Dragon , en el grupo Sella de los Dolomitas , deriva del deshielo de un glaciar y se esconde bajo una gruesa capa de pedregal. La cubierta de escombros de un glaciar afecta el equilibrio energético y, por tanto, el proceso de derretimiento. [25] [26] Si el hielo del glaciar comienza a derretirse más rápidamente o más lentamente está determinado por el espesor de la capa de pedregal en su superficie.
La cantidad de energía que llega a la superficie del hielo debajo de los escombros se puede estimar mediante el supuesto de material unidimensional y homogéneo de la Ley de Fourier : [26]
,
donde k es la conductividad térmica del material de escombros, T s es la temperatura ambiente sobre la superficie de los escombros, Ti es la temperatura en la superficie inferior de los escombros y d es el espesor de la capa de escombros.
Los desechos con un valor de conductividad térmica bajo o una resistividad térmica alta no transferirán energía de manera eficiente al glaciar, lo que significa que la cantidad de energía térmica que llega a la superficie del hielo se reduce sustancialmente. Esto puede actuar para aislar el glaciar de la radiación entrante.
El albedo , o la capacidad de un material para reflejar la energía de radiación entrante, también es una cualidad importante a considerar. Generalmente, los escombros tendrán un albedo más bajo que el hielo del glaciar que cubre y, por lo tanto, reflejarán menos radiación solar entrante. En cambio, los escombros absorberán la energía de la radiación y la transferirán a través de la capa de cobertura hasta la interfaz entre los escombros y el hielo.
Si el hielo está cubierto por una capa relativamente delgada de escombros (menos de unos 2 centímetros de espesor), el efecto albedo es más importante. [27] A medida que se acumula pedregal sobre el glaciar, el albedo del hielo comenzará a disminuir. En cambio, el hielo del glaciar absorberá la radiación solar entrante y la transferirá a la superficie superior del hielo. Luego, el hielo del glaciar comienza a absorber la energía y la utiliza en el proceso de derretimiento.
Sin embargo, una vez que la capa de escombros alcanza 2 o más centímetros de espesor, el efecto albedo comienza a disiparse. [27] En cambio, la capa de escombros actuará para aislar el glaciar, evitando que la radiación entrante penetre en el pedregal y alcance la superficie del hielo. [27] Además de los escombros rocosos, la espesa capa de nieve puede formar una manta aislante entre la fría atmósfera invernal y los espacios subniveanos en los pedregales. [28] Como resultado, el suelo, el lecho de roca y también los huecos subterráneos en los pedregales no se congelan en elevaciones elevadas.
Un pedregal tiene muchos pequeños huecos intersticiales, mientras que una cueva de hielo tiene algunos huecos grandes. Debido a la filtración y circulación del aire frío, el fondo de las laderas de pedregal tiene un régimen térmico similar al de las cuevas de hielo.
Debido a que el hielo subterráneo está separado de la superficie por capas delgadas y permeables de sedimento, los pedregales experimentan filtraciones de aire frío desde el fondo de la pendiente, donde el sedimento es más delgado. [6] Este aire circulante helado mantiene las temperaturas internas del pedregal entre 6,8 y 9,0 °C más frías que las temperaturas externas del pedregal. [29] Estas anomalías térmicas <0 °C ocurren hasta 1000 m por debajo de sitios con temperaturas medias anuales del aire de 0 °C.
El permafrost irregular , que se forma en condiciones <0 °C, probablemente existe en la parte inferior de algunas laderas de pedregal a pesar de la temperatura media anual del aire de 6,8 a 7,5 °C. [29]
Durante el último período glacial , se formó un estrecho corredor sin hielo en la capa de hielo escandinava , [30] introduciendo especies de taiga en el terreno. Estas plantas y animales boreales todavía viven en la tundra alpina y subártica moderna , así como en bosques de coníferas y turberas de gran altitud . [31] [32]
Los microclimas de pedregal mantenidos por la circulación de aire helado crean microhábitats que sustentan plantas y animales de taiga que de otro modo no podrían sobrevivir a las condiciones regionales. [6]
Un equipo de investigación de la Academia de Ciencias de la República Checa dirigido por el químico físico Vlastimil Růžička, que analizó 66 pendientes de pedregal, publicó un artículo en el Journal of Natural History en 2012, informando que: "Este microhábitat, así como los espacios intersticiales entre bloques de pedregal en otras partes de esta pendiente , sustenta un importante conjunto de briófitos , pteridofitos y artrópodos boreales y árticos que están separados de sus áreas de distribución normales muy al norte. Esta pendiente de pedregal helado representa un ejemplo clásico de un paleo refugio que contribuye significativamente a [la] protección y mantenimiento de biodiversidad del paisaje regional ." [6]
Ice Mountain , un enorme pedregal en Virginia Occidental , alberga distribuciones de especies de plantas y animales claramente diferentes a las de las latitudes septentrionales. [6]
Correr por un pedregal es la actividad de correr cuesta abajo por un pedregal; lo cual puede ser muy rápido, ya que el pedregal se mueve con el corredor. Algunas pendientes de pedregal ya no se pueden recorrer porque las piedras se han movido hacia el fondo. [33] [34] [35]
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