19.1: Glaciación

Un glaciar es una acumulación natural de hielo terrestre que muestra movimiento en algún momento. Muchas veces durante la historia de la Tierra, grandes capas de hielo se enceraron y decían sobre la superficie. Lo que causó estos periodos de glaciación aún no se comprende completamente y probablemente no se encontrará una sola razón.

Causas de la glaciación

El inicio de un periodo o etapa de glaciación se debe a un cambio en la temperatura y circulación de la Tierra. En general se acepta que para el inicio de un episodio glacial es necesario una disminución global de 4 ^{o a 5 o} C, especialmente durante el verano, y un aumento sustancial en la cantidad de nevadas en las regiones subárticas y árticas. Se han propuesto varias teorías para tal cambio climático: reducciones de la radiación solar debido a las colisiones de meteoritos con la Tierra, aumento del vulcanismo, la ubicación cambiante de los continentes y la elevación de vastas regiones montañosas. Milutin Milankovitch propuso una de las teorías más significativas para dar cuenta del cambio climático por variaciones en la órbita terrestre. Se piensa que los cambios en la excentricidad de la órbita terrestre, el grado de desviación de la órbita de una trayectoria circular perfecta, provocan el cambio necesario en la insolación para disminuir las temperaturas globales. Recordemos que la órbita de la Tierra es elíptica, pero en periodos de 100.000 años la forma varía. Los cambios en órbita se han correlacionado con los sedimentos oceánicos que registran la historia de las etapas glaciales. La naturaleza cíclica del calentamiento y enfriamiento se corresponde bien con las fechas estimadas de los períodos glaciales e interglaciales. Además del cambio de órbita, la Tierra “se tambalea” sobre su eje lo que altera la cantidad de insolación que llega a la superficie de la Tierra. [Para más información sobre las causas y etapas de la glaciación en la historia de la tierra.

Video: Milankovitch ciclos precesión y oblicuidad: Cómo los cambios en la rotación de la Tierra pueden afectar las estaciones terrestres y el clima

Video: ¿Se acerca una edad de hielo? (Cortesía de National Geographic)

Anatomía de un Glaciar

Cualquiera que sea la causa, la principal razón por la que se inician los avances glaciales es que la acumulación invernal supera la pérdida estival de nieve durante un largo periodo de tiempo. La nieve se metamorfosis en hielo glacial bajo la creciente presión de las capas acumuladas de nieve. Primero cambia a una forma granular llamada firn, y finalmente a hielo. El hielo glacial a veces se ve azul porque absorbe todos los colores del espectro de luz visible excepto el azul, que transmite y de ahí su apariencia azul. El hielo glaciar también puede parecer blanco porque algo de hielo se fractura con bolsas de aire que dispersan indiscriminadamente el espectro de luz visible.

Figura\(\PageIndex{1}\): Regiones de un glaciar. (Haga clic en la imagen para agrandar.)

El balance de masas de un glaciar determina si avanzará a través de la superficie o no. El balance de masas está determinado por la cantidad de ganancia y pérdida de hielo del glaciar. El balance de masas es positivo cuando acumula más hielo del que pierde. Un glaciar tiene un balance de masa negativo si pierde más hielo del que gana.

Los glaciares se forman en la zona de acumulación, la porción del glaciar sobre la cual la acumulación excede la ablación. La ablación es la pérdida de hielo (o nieve) del glaciar. La ablación incluye sublimación, erosión eólica, fusión y evaporación. La zona de acumulación para las grandes capas de hielo continentales reside en latitudes altas. Para los glaciares de montaña, la zona de acumulación se encuentra a gran altitud donde las temperaturas son frías evitan el derretimiento completo del verano. La zona de ablación es donde la pérdida de masa de hielo es mayor que la acumulación. El límite entre estas dos zonas es la primera o línea de equilibrio. Si la acumulación excede la ablación el glaciar crecerá. Si la ablación excede la acumulación, el glaciar retrocederá al fundirse en su lugar. Se puede aproximar la ubicación de la línea de equilibrio examinando una fotografía aérea. El glaciar se ve más sucio por debajo de la línea de equilibrio, ya que el sedimento glacial se expone en la parte superior del hielo. Por encima de la línea es más blanco porque la nieve fresca suele cubrir la superficie. Escuchar un glaciar recongelando (Antártida 2000).

Figura\(\PageIndex{2}\): Vista aérea de la zona de ablación en Alaska Range (Cortesía USFWS; Fuente)

Video: “Glacier Power” Entra dentro de un glaciar para ayudar a entender el poder de un glaciar (Cortesía de National Geographic)

Movimiento Glaciar

Una vez que el hielo alcanza un espesor de aproximadamente 20 metros (66 pies) comenzará a moverse bajo la presión de su peso. Los glaciares se mueven a través de la superficie por deformación interna y deslizamiento basal. Bajo el peso de la acumulación de hielo, el hielo se deforma y comienza a moverse por flujo pseudo-plástico. Los glaciares se deslizan sobre la superficie lubricada por agua de deshielo en su base. En términos generales, la velocidad de flujo en un glaciar es mayor cerca de la superficie del hielo y disminuye hacia el fondo. La superficie se mueve más rápido que la base debido a la deformación interna y al deslizamiento basal. El movimiento real hacia adelante de una partícula de hielo en el glaciar es de aproximadamente 1,000 pies por año. Un glaciar típico se moverá a unas 10 pulgadas al día, aunque algunos se mueven más rápidamente como el glaciar Jakobshavn de Groenlandia. [Ver "Glaciar más rápido" de Nova ScienceNow] Las variaciones en la velocidad del hielo causadas por irregularidades superficiales dan como resultado la expansión diferencial y compresión del hielo y el desarrollo de grietas. Una situación mortal para los excursionistas, las grietas pueden abrirse y cerrarse con poca advertencia.

Figura\(\PageIndex{3}\): Grietas en el glaciar Taku, Alaska (Imagen de Melissa Mahon de Pixabay)

Una oleada glacial ocurre como un movimiento abrupto que puede cubrir decenas de metros por día. La causa exacta no es conocida, pero puede ser el resultado de la acumulación de presión de agua en la base que “flota” el glaciar. En 1986 el glaciar Hubbard atravesó la desembocadura del fiordo Russell en Alaska cortándolo de la bahía de Yakut. ¡El movimiento de los glaciares superó los 112 pies diarios, en comparación con una tasa normal de 10 pulgadas por día! El glaciar Black Rapids, AK in\(\PageIndex{4}\) es un glaciar en auge. Los glaciares tributarios ingresan al valle principal desde la izquierda. Se han depositado cantidades masivas de sedimentos glaciares a lo largo de los lados del glaciar y contra las paredes del valle. El signo revelador de un glaciar creciente son las morrenas en bucle que serpentean a través del hielo.

Figura\(\PageIndex{4}\): Glaciar Black Rapids. Alaska (Fuente: USGS)

Tipos de glaciares

Dos categorías principales de glaciares son los glaciares alpinos y continentales. Los glaciares alpinos son aquellos que se forman a gran altura en regiones montañosas donde la temperatura es favorable para su formación. Se muestran cuatro tipos de glaciares alpinos, cirque, valle, piamonte y campo de hielo. Van desde glaciares de unos pocos cientos de metros cuadrados hasta vastas extensiones que sofocan cadenas montañosas enteras. Los glaciares circos se forman en depresiones en forma de cuenco, llamadas cirques, que se arrastran hacia la ladera de una montaña. La intemperie y la erosión aflojan el lecho rocoso en la cabecera de un valle de arroyo preexistente a medida que se acumula hielo. A medida que avanza la erosión, se forma una depresión en la que el glaciar cirque continúa creciendo. Los glaciares de los valles llenan antiguos valles de arroyos de hielo a medida que empujan hacia afuera desde su zona de acumulación. Los glaciares circos que crecen más allá de los límites de la depresión en la que se forman se derraman para convertirse en glaciares de valle. Los glaciares del Piamonte se forman cuando los glaciares del valle fluyen de los cañones hacia las tierras bajas adyacentes a un frente de montaña. Los campos de hielo están confinados a grandes cuencas o mesetas que tienen altos picos montañosos llamados nunataks que sobresalen sobre el hielo. Los campos de hielo alimentan los glaciares del valle alpino.

Figura\(\PageIndex{5}\): Un glaciar alpino en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Togiak, Alaska (Cortesía USFWS). Haga clic en la imagen para agrandar.

Figura\(\PageIndex{6}\): Campo de Hielo Patagónico Sur, Argentina-Chile. (Cortesía NASA JSC.) Haga clic en la imagen para agrandar.

Los glaciares continentales son vastas masas continuas de hielo que se originan en latitudes altas y cubren porciones de un continente o isla Figura\(\PageIndex{7}\)). Los glaciares continentales fluyen hacia afuera en todas las direcciones desde el hielo más grueso cerca del centro de la masa de hielo hacia la periferia más delgada de la masa de hielo. Los glaciares continentales se consideran “glaciares no confinados” porque fluyen sobre un paisaje y generalmente no se ven afectados por él.

Figura\(\PageIndex{7}\): Las únicas capas de hielo glaciares continentales se encuentran en Groenlandia y la Antártida. (Fuente: NASA). Haga clic en la imagen para agrandar.

Hay tres tipos de glaciares continentales, capas de hielo, casquetes de hielo y salida. Una capa de hielo cubre un área mayor a 50,000 kilómetros cuadrados (19,305 mil cuadrados). Groenlandia y la Antártida y hoy están cubiertos por enormes capas de hielo. La capa de hielo de Groenlandia ocupa 1,710,000 kilómetros cuadrados (660,000 millas cuadradas), casi el 80% de Groenlandia. La capa de hielo es de más de 3 km (1.9 mi) en su punto más grueso. La capa de hielo antártico cubre casi 98% del continente. Con casi 14 millones de kilómetros cuadrados (5.4 millones de millas cuadradas) de hielo, la capa de hielo antártico es la mayor masa única de hielo en la Tierra. La capa de hielo tiene un grosor máximo de 4.78 kilómetros (2.97 millas).

Una capa de hielo es una masa de hielo en forma de cúpula de menos de 50,000 kilómetros cuadrados (aproximadamente 19,000 millas cuadradas) y generalmente cubre un área de tierras altas. Aunque cubre una región montañosa, un casquete de hielo se categoriza como un tipo de glaciar continental porque no está limitado por la topografía. Piense en una capa de hielo como precursor de una capa de hielo. El casquete de hielo de Vatnajokull en Islandia, la gran masa de hielo en la Figura B, se asienta sobre tres volcanes activos. Los lagos de color verde brillante y las aguas costeras son el resultado de sedimentos muy finos erosionados por los glaciares y lavados en el agua de deshielo glacial. Los glaciares de salida son similares a los glaciares del valle, ya que están confinados por la topografía pero se originan en una capa de hielo.

Video: Antártida 2009 (Cortesía NASA). El vuelo de la Operación Puente de Hielo del 4 de noviembre de 2009 cruzó la Península Antártica para observar los glaciares que fluyen por los valles montañosos para alimentar las plataformas de hielo flotantes.