DEFINICIONES Y CLASIFICACION DE GLACIARES.

Cedomir Marangunic, Ph.D.

QU ES LA GLACIOLOGA?

El estudio de todas las formas con que el hielo se presenta en la naturaleza nieves, glaciares, hielo en el mar, en lagos y ros, en suelos helados, en la atmsfera y de la accin o influencia del hielo en los elementos que lo rodean,: el suelo, las rocas, el agua, el aire.

La glaciologa se ocupa de:1. El estudio de los procesos internos, las propiedades fsicas y la estructura del hielo (o glaciologa fsica):a. Mecnica del hielo: propiedades elsticas y plsticas del hielo, la resistencia, la distribucin de esfuerzos, y el movimiento en los cuerpos de hielo.

b.Termofsica del hielo: propiedades trmicas, calricas y de radiacin del hielo, la distribucin y cambios de fases en los cuerpos de hielo.

c. Glaciologa estructural: mineraloga y petrologa del hielo, y los procesos tectnicos de su formacin.

2. La interaccin entre el hielo, la atmsfera y la hidrosfera (o glaciologa hidro-meteorolgica).a.Glacio-hidrologa: presencia de hielo en la hidrosfera (mares, lagos y ros).

b.Glacio-meteorologa: presencia de hielo en la atmsfera.

c.Glacio-climatologa: condiciones climticas de existencia y destruccin del hielo, y efecta reconstrucciones paleoclimticas.

3. La interaccin del hielo con la corteza terrestre (glaciologa geolgico-geomorfolgica):a. Criopedologa: examina la accin del hielo como cemento de rocas y suelos.

b.Geologa glacial: los efectos del hielo en el relieve y la estructura de la corteza terrestre.

c.Glaciologa regional: condiciones geolgicas que permiten la existencia del hielo

PORQU IMPORTAN LOS GLACIARES? (1 de 2)

FUENTES Y RESERVAS DE AGUA DULCE.Caudales que emergen de glaciares son fuente de agua. Son reserva temporal de

agua.

AYUDAN A REGULAR CAUDALES.Reducen crecidas de deshielo y mantienen aportes durante la poca estival o aos

secos.Un glaciar en equilibrio no aporta agua a su cuenca; solo ejerce un efecto regulador

de los caudales. Si glaciares avanzan es porque retienen parte de la precipitacin nival para convertirla

en hielo y aumentar su volumen. As, restan parte de la precipitacin en la cuenca a los caudales.

Si glaciares retroceden. pierden masa, aportando recursos a sus cuencas. Ambos son casos de desequilibrios en el balance de masas de los glaciares.

VALOR PAISAJISTICO.Glaciares blancos tienen un valor esttico, paisajstico y por lo mismo turstico, pero

no as los glaciares de roca cubiertos con detritos rocosos. El turismo en glaciares constituye un segmento esencial del turismo aventura. El valor paisajstico de un glaciar blanco es su capacidad de ser un punto focal de

inters desde cualquier cuenca visual desde la que se observa.

PORQU IMPORTAN LOS GLACIARES? (2 de 2)

BIODIVERSIDAD Y HUMEDALES.Existen especializadas comunidades biticas que realizan todo su ciclo de vida en

glaciares (estudios recientes en Alaska, Montaas Rocosas, Himalayas y Patagonia. Humedales formados a partir de las aguas de los glaciares, constituyen un

ambiente de alta montaa que sustenta importantes biotas.La biodiversidad presente en glaciares es un campo de investigacin nuevo.

INDICADORES DE CAMBIOS CLIMTICOS.Los glaciares responden a cambios climticos con velocidades que pueden ser

rpidas (ejem. balance de masa), o lentas (ejem. velocidades de desplazamiento o variaciones del frente). Las variaciones de los glaciares son muy buenos indicadores de cambios climticos.

En los glaciares se conservan atrapadas entre los cristales de hielo pequeas burbujas de aire, remanentes de la atmsfera del momento de precipitacin de la nieve que luego se transforma en hielo.

MEDIO AMBIENTE.Componente fundamental, influenciando el clima, la circulacin ocenica y nivel

del mar de todo el planeta,

La estructura cristalina del hielo depende esencialmente de la

presin y temperatura de formacin, lo cual resulta en diversas formas

posibles. En los mantos de nieve se encuentra exclusivamente la estructura ordinaria del hielo,

llamada Ih. Otras formas existen solamente a muy altas presiones o

extremadamente bajas temperaturas.

EL CRISTAL DE HIELO La estructura cristalina del hielo.

El tomo O tiene cuatro enlaces, uno con el tomo O y otros tres con los tomos O igualmente separados y ubicados tambin en un plano perpendicular al del eje c

O

EL CRISTAL DE HIELO La superficie del cristal.

Posee caractersticas nicas: combinacin de las propiedades de slidos, lquidos y de plasma.

Si se ponen en contacto dos cristales (o esferas) de hielo, se desarrolla entre ellos, en segundos y minutos, primero un cuello de unin, para luego transformarse en uno solo en plazos de das segn el tamao de las esferas. Este proceso se denomina sinterizacin y se debe a la presencia de una pelcula especial en la superficie de los cristales, denominada capa casi-lquida (CCL).

El espesor de la CCL vara, pero est en el orden de 10 a 1000 (pocas molculas) y se reduce algo con el descenso de la temperatura.

En el rango de temperatura de 0C hasta aprox. 5C la CCL tiene la estructura desordenada y densidad caracterstica del agua; en temperaturas inferiores, incluso de 100C, se contina encontrando una pelcula con defectos moleculares en la superficie y con amplitudes de vibracin trmica anormalmente altas, indicativos de la presencia de la pelcula casi-lquida.

La viscosidad de la CCL tienen valores intermedios entre aquellos del hielo y del agua.

Capa casi lquida

EL CRISTAL DE HIELO Condiciones en que se forman los cristales.Diagrama morfolgico.

Los cristales de nieve crecen con diferentes formas, que dependen de la temperatura y sobresaturacin.

En condiciones de baja sobresaturacin:t cercanas a -2C formas de placas,t cercanas a -5C prismas columnares,t cercanas a -15 placas gruesas,t cercanas a -30 prismas columnares

slidos.

Con sobresaturacin ms elevada:las diferencias entre ejes c y a

cristalogrficos se incrementan,t cercana a -5C formas de aguja,t cercana a -15 placas muy delgadas. Con sobresaturacin alta:los cristales se estructuran en formas

ms complicadas,t cercana a -15C dendritas muy

ramificadas.En la atmsfera el nivel de sobresaturacin se encuentra habitualmente cerca o bajo el nivel de saturacin del agua (ver lnea del diagrama morfolgico); en una nube el nivel de sobresaturacin permanece fijo cerca del nivel del agua, puesto que la nube contiene numerosas microgotitas de agua sobrenfriadas sin congelar. A pesar de esto, la aparicin de dendritas ocurre debido a que los cristales de nieve en la atmsfera son movidos por la circulacin de vientos, y este movimiento incrementa el nivel de sobresaturacin al punto tal en que se forman las dendritas.

Cristalesde nieve

EL CRISTAL DE HIELO Mecanismos de crecimiento de cristales de nieve.

El proceso de difusin controla el crecimiento de dendritas en los brazos del cristal de nieve.

Originalmente bajo difusin se comprenda al proceso de "auto mezclado" de las molculas de un fluido a consecuencia de su movimiento trmico. El concepto se ha ampliado para incluir procesos de "auto mezcado" inducidos tambin por agentes externos al fluido, los que, entregando energa de alguna forma al fluido, lo fuerzan a homogeneizarse

EL CRISTAL DE HIELO Mecanismos de crecimiento de cristales de nieve.

Mecanismos de difusin relacionados con la fsica de los cristales.

Cristalesde nieve

Columnas y columnas coronadas por placas

Sinterizacin es el intercambio permanente de molculas de agua desde posiciones menos estables en la capa casi lquida de la superficie de un cristal de nieve (extremo de dendritas, grano de pequeo dimetro) a otras posiciones en la superficie pero ms estables (depresiones, grano de gran dimetro, etc.).

Las molculas de agua en el cristal de nieve vibran permanentemente; la energa de esta vibracin est relacionada directamente con la temperatura, de manera que a mayor temperatura existe una mayor energa para romper los enlaces con otras molculas de agua en la capa casi-lquida y escapar hacia el aire.

METAMORFISMO DEL CRISTAL DE NIEVE: proceso de sinterizacin.

Es ms fcil escapar desde el extremo aguzado de brazos y dendritas de un cristal de nieve que desde superficies planas, y es ms difcil escapar desde las depresiones en la superficie de un cristal.

1 semanaHoras Das

Evolucion delmanto nival

La nieve vieja se contina densificandocon el tiempo hasta transformarse en elhielo de la masa glaciar.

De la nieve al hielo

COMO SE FORMAN LOS GLACIARES?Por metamorfismo de la nieve a hielo.

DEFINICION DE GLACIAR: segn el GTOS (2007) de Naciones Unidas. Espaol (traduccin de Geoestudios):

Glaciar se define como una masa de hielo en la superficie terrestre, que fluye pendiente abajo (por deformacin interna y por deslizamiento en la base), y restringida por la topografa del entorno (por ejemplo las laderas de un valle o las cumbres que lo rodean); la topografa del lecho es la mayor influencia en la dinmica y pendiente de la superficie de un glaciar. El glaciar se mantiene por la acumulacin de nieve en las cotas altas, balanceada por la fusin a cotas bajas o por la descarga al mar (IPCC, 2001). Casquete de hielo es una masa en forma de domo y que cubre la zona alta de una regin (menor que 50.000 km2 de area terrestre) que es considerablemente menor en extensin que las sbanas de hielo (IPCC, 2001).

Nota: La definicin de glaciar de UNESCO (1970) es similar a la de arriba,

agregando que la superficie mnima de un glaciar, para efecto de inventario, debe ser de una hectrea, an reconociendo que pueden existir glaciares de menor tamao.

PORQU FLUYEN LOS GLACIARES?

Los glaciares fluyen porque el hielo que contienen se deforma bajo el influjo de la gravedad, segn la ley de flujo del hielo, y porque el glaciar se desliza lentamente sobre el lecho basal si el hielo est a 0C (glaciares temperados, el caso de la gran mayora de glaciares en la Cordillera de los Andes). Si el hielo en la base del glaciar se encuentra a temperaturas negativas (glaciares fros), no se desliza sino que se adhiere al material sub-glacial y el glaciar fluye solamente por deformacin de la masa de hielo.

RECIENTE DEFINICION DE GLACIAR DE CONAMA (Chile):

2009, Abril: CONAMA Poltica para la Proteccin y Conservacin de Glaciares.

Toda masa de hielo perenne, formada por acumulacin de nieve, cualquiera que sean sus dimensiones y sus formas".

Los glaciares pueden presentar flujo por deformacin, deslizamiento basal y/o deslizamiento de sedimentos subglaciales.

Incluso pequeos campos de nieve son ahora considerados glaciares. Masas de hielo muy tenues, que no se deforman, tambin se pueden considerar

glaciares.

Esquema de sinterizacin del manto de nieve y de deformacin y reptacin del manto de nieve o de un glaciar.

REPTACION

DEFORMACION

SINTERIZACIN

TIEMPO

Seccin vertical esquemtica por el eje longitudinal de un glaciar, mostrando la disposicin de las zonas de acumulacin y de ablacin.

Esquema de movimiento de un glaciar, en un perfil vertical por su eje longitudinal.

Esquema en planta del campo terico de esfuerzos en un glaciar

y de la disposicin de los sistemas de fracturas en la masa

de hielo.

Esquema de disposicin terico de fracturas en un perfil vertical por el eje longitudinal de un glaciar.

CLASIFICACION DE GLACIARES

1. CLASIFICACION UNESCO. Clasificacin primaria Clasificacin segn la forma Clasificacin segn caractersticas del frente Clasificacin segn el perfil longitudinal Clasificacin segn cantidad de impurezas (Chile) Clasificacin segn la temperatura del hielo Clasificacin segn formas de unin

2. CLASIFICACIN GLIMS: empleo con imgenes satelitales. Clasificacin similar a UNESCO, ms otros trminos

Algunos tipos y formas de glaciares en la clasificacin

de UNESCO.

(A) glaciar de desage,(B) plataforma de hielo,(C) cuencas compuestas,(D) cuenca compuesta,(E) cuenca simple,(F) circo,(G) nicho,(H) pie de monte, (I) pie de monte,(J) pie expandido,(K) lbulo,(L) coalescente.

CLASIFICACION PRIMARIA:

1. Sabana de hielo continental

2. Campo de hielo

3. Casquete de hielo

4. Glaciar de desage

5. Glaciar de valle

6. Glaciar de montaa

7. Glaciarete

8. Plataforma de hielo

9. Glaciar de roca

10.Incierto o miscelaneo

SABANA DE HIELO

CAMPO DE HIELO

CASQUETE DE HIELOGLACIAR DE DESAGUE

GLACIARETE PLATAFORMA DE HIELO

GLACIAR DE MONTAA

GLACIAR DE VALLE

GLACIAR DE ROCA:

Formas de acumulacin y

ablacin diferentes de

glaciares blancos.

Pedregoso.

Monolito

Zanja en la superficie de un glaciar de roca que fluye de

izquierda arriba hacia derecha abajo. Aprox. 1.4 m de detrito

rocoso cubre el ncleo de hielo que contiene fragmentos

de roca.

Flujo

GLACIAR DE ROCA (aspecto de superficie)

PERFIL ESQUEMATICO POR

EL EJE DE UN GLACIAR DE ROCA

CLASIFICACION SEGN LA FORMA:

1. Cuencas compuestas2. Cuenca compuesta3. Cuenca simple4. Circo5. Nicho6. Crter7. Falda de hielo8. Grupo9. Remanente10.Incierto o miscelaneo

CIRCOFALDA

CUENCAS COMPUESTASCUENCA SIMPLE

FORMAS DE GLACIARES

CIRCO

CUENCA COMPUESTACRATER NICHONICHO

CUENCA COMPUESTA

FORMAS DE GLACIARES

CLASIFICACION SEGNCARACTERISTICAS DEL FRENTE:

1. Pie de monte2. Pie expandido3. Lobulado4. Desprendente5. Coalescente, no contribuyente6. Tributario activo7. Estancado8. --9. Morrena con ncleo de hielo10.Normal

NORMAL

PIE EXPANDIDO

DESPRENDENTE

CARACTERISTICAS DELFRENTE GLACIAR

LOBULO

PIE DE MONTE

GLACIARES DE ROCA COALESCENTES (delimitados en rojo en foto area)

CLASIFICACION SEGN PERFIL LONGITUDINAL

1. Uniforme, o regular

2. Colgante

3. En cascada

4. Cada de hielo

5. Interrumpido o regenerado

6. Ladera cubierta con neve

7. --

8. --

9. Rampa de pro-talus

10.Incierto o miscelaneo

UNIFORME

COLGANTE

UNIFORME

REGENERADO

EN CASCADA

CAIDA DE HIELO

CLASIFICACION SEGN TEMPERATURADEL NUCLEO DE HIELO:

1. Glaciares temperados, o templados2. Glaciares fros

GLACIARES FROS Y TEMPERADOS. GLACIARES TEMPERADOS:1) La temperatura del hielo, por debajo del nivel de variacin estacional, es 0C. No hay fro para

congelar agua.2) Hay agua en grietas y lagunas en el glaciar.3) El agua de fusin en superficie se infiltra hasta la base y escurre; origina esteros.4) Deslizan en la base; ms rpido en verano por mayor presencia de agua.5) Regulan el agua en la cuenca, aportando en aos o estaciones secas.

GLACIARES FRIOS:1) Los glaciares fros no deslizan (estn adheridos a la

base), no aportan agua basal y solo escasa superficial (subliman).

2) Glaciares tenues en cotas altas pueden ser completamente fros solo en invierno).

3) La temperatura del hielo no es la media del aire. Depende de procesos de recongelamiento del agua de fusin en el glaciar. En la cordillera de Santiago se ha medido 0C en hielo a aprox. 4.700 m.s.n.m.

4) En la cordillera de Santiago existe agua visible en glaciares a cota cercana e 5.000 m.s.n.m.

6) En Pascua Lama, temperatura en pozo de 200 m en roca, vara de +3C a +5C.

FORMAS DEUNION DEGLACIARES

Perfilestransversales

PERFIL VERTICAL POR UNA COMPLEJA UNION DE VARIOS GLACIARES

Glaciares BLANCOS y glaciares DE ROCA.

Tipos intermedios: GRISES y EN TRANSICIN.

CLASIFICACION SEGN CONTENIDO DE IMPUREZAS (Chile):

Y LA BIODIVERSIDADEN GLACIARES ?

EXISTE ?

SI !

EN TODOS LOS GLACIARES ?

NO !

SOLO EN TEMPERADOS ? ? ?

PROBABLEMENTE!

Copepodos (gusanos)

ANTECEDENTES PARA CARACTERIZAR UN GLACIAR1) Tipo de glaciar, dimensiones y cotas:a) Temperatura (fro, temperado o mixto) con sensores de temperatura en uno o ms sondajes.b) Estratigrafa con descripcin de testigos de sondaje (inclusive del material sub-glacial).

2) Balance de masa:a) En superficie en red de 20 o ms estacas y pozos de nieve observados 2 o ms veces por ao.b) En la base segn datos del balance calrico.

3) Balance calrico:a) En superficie con datos meteorolgicos de la superficie y gradientes de temperatura y viento.b) En la base con gradiente geotrmico y friccin (carga, velocidad de movimiento).

4) Balance hdrico, con: precipitacin en fase lquida, condensacin - evaporacin sublimacin,descarga de agua (efluente), congelamiento de agua en el glaciar, cambios en la masa total.

5) Deformacin del glaciar ( velocidad de deformacin):a) Velocidad de movimiento en superficie en red de estacas medidas 2 o mas veces por ao.b) Velocidad en la base con observaciones repetidas de inclinacin de algunos sondajes.c) Tensiones en superficie en redes de deformacin del hielo.

6) Espesor: con datos geofsicos corroborados con algunos sondajes.

7) Estabilidad general del glaciar con anlisis de estabilidad, y datos de propiedades de los materiales del glaciar y de la base del glaciar (segn sondajes, catas, pozos).

8) Variaciones del glaciar: a) Recientes con anlisis de fotos, fotos areas y satelitales, mapas y datos meteorolgicos.b) Cuaternarias con estudio de geologa glacial en el entorno geogrfico.

FIN DE DEFINICIONES Y CLASIFICACIN DE

GLACIARES