Tema 14. HIELO Y GLACIARES

CATEDRA DE GEOLOGIA GENERAL. R.BECCHIO.2014

Tema 14. HIELO Y GLACIARES

CATEDRA DE GEOLOGIA GENERAL. R.BECCHIO.2013

Los glaciares forman parte de dos ciclos fundamentales del sistema Tierra: el ciclo hidrológico y el ciclo delas rocas. Antes hemos aprendido que el agua de la hidrosfera está en un ciclo constante en la atmósfera,la biosfera y la Tierra sólida. Como los ríos y otros procesos erosivos, el hielo en movimiento modifica elpaisaje a medida que produce, transporta y deposita sedimentos.

GLACIARESFORMAN PARTE DE TRES CICLOS FUNDAMENTALES ??

.- CICLO HIDROLOGICO

.- CICLO DE LA ROCAS

.- CICLO DEL PROFE ????

GLACIARES Y GLACIACIONES

GLACIAR: es una gruesa masa de hielo, originada sobre la superficie terrestre por la acumulación, compactación y recristalización de nieve en hielo.Por acción de la gravedad el hielo acumulado puede fluir y terminar en un lago, en el mar o un río.

En las zonas donde existen nieves perpetuas, estas pueden adquirir un espesor considerable y transformarse en hielo. Cuando este hielo se desliza por la superficie del terreno hacia zonas más bajas por acción de la gravedad constituye un glaciar.

Glaciar Perito MorenoSanta CruzArgentina

TIPOS DE GLACIARESGLACIAR DE VALLE / ALPINOS

GLACIAR DE CASQUETE

Son glaciares relativamente pequeños, ubicados en zonas elevadas de montañas y en valles. Estos glaciares avanzan con lentitud (cm/día).Cada glaciar es una corriente de hielo, entre paredes rocosas escarpadas. Fluyen hacia abajo desde un fuente de acumulación.La anchura es pequeña en relación con el largo.

Glaciar, Perito Moreno

TIPOS DE GLACIARES GLACIAR DE CASQUETESon de una escala mucho mayor que los de Montaña.Las regiones de los polos al tener muy poca radiaciónsolar, son muy aptas para una gran acumulación dehielo.

Actualmente hay solo dos regiones:.- Zona del Polo Norte, Groenlandia (1,7

millones de km cuadrados), 80 % de la isla. Conespesores de hasta 1500 mts, promedio (3000 mts)

.- Zona del Polo Sur, espesores de hasta 4300mts, con un área de aprox. 13,9 millones de km2,

Estas masas fluyen en todas las direcciones.Pueden fluir en las costas hacia bahías, formandoplataforma glaciares. Son masas relativamente planas,que se extienden hacia el mar, permaneciendo ligadas ala tierra. Se adelgazan hacia el mar. Están alimentadaspor la nieve y la congelación del agua en sus bases en elmar.Algunas de ellas se están separando.

Glaciares de Casquetes actuales. Cubren el 10 % del área de Superficie total de la tierra

OTROS TIPOS DE GLACIARESGLACIAR DE MESETA: Entierran por completo el paisaje subyacente, pero son mas pequeñosque las plataformas glaciares. Islandia y algunas Islas del océano Artico.GLACIAR DE DESBORDAMEINTO: Son lenguas de hielo, alimentadas por glaciares deCasquetes, que fluyen valle abajo, extendiéndose hacia afuera de los márgenes de esas masasde hielo. Al llegar al mar se expanden como plataformas glaciares flotantes y a menudoproducen icebergs.GLACIAR DE PIEDEMONTE: Ocupan tierras bajas en la base de montañas escarpadas y seforman cuando uno o mas glaciares de montaña pasan las paredes de confinamiento, y seexpanden formando una amplia cobertura de hielo.

1.- Casquete. 2) De márgen Marino. 3) Lóbulo Glaciar. 4) Plataforma glaciaria. 5) Lengua de hielo o glaciar de desbordamiento.

Glaciar Alpino/montaña

Glaciar de piedemonte

Glaciar de Casquete

Volcán en glaciar de meseta, tipo Islandia

Icebergs

Ejemplos de derretimiento y retroceso de masas de hielo tanto en glaciares de montañas, casquetes y mesetas

El Hielo Glaciar:La nieve es la materia prima. Por ello los glaciares pueden formarse, solo en aquellos lugares donde la nieve que cae en invierno es mayor a la que puede derretirse durante el verano

La temperatura permanece por debajo de 0° después de la nevada, cambia la estructura esponjosa de los cristales hexagonales. Los extremos de los cristales se evaporan y el agua se condensa en el centro. Los copos de nieve se hacen mas pequeños, mas gruesos y esféricos. El aire es expulsado , la masa esponjosa inicial es recristalizada en una masa mucho mas densa compuesta por pequeños granos similares a una arena gruesa formando la Neviza.Al añadir mas nieve, aumenta la presión en las capas inferiores, compactando los granos de hielo. Al superar el espesor de 50 m, la neviza se fusiona en una masa sólida, de cristales trabados, el Hielo Glaciar

El Hielo Glaciar

MOVIMIENTOS DE UN GLACIAR – BALANCE DE MASASEl movimiento se denomina FLUJO

Flujo Plástico: movimiento dentro de la masa de hielo por debajo de los 50 m de espesor. Las uniones entre las distintas capas de hielo, son más débiles que las internas. Entonces al sobrepasar la fuerza de los enlaces entre capas, el hielo sólido fluye, deslizándose capa sobre capa.

Deslizamiento basal: desplazamiento de toda la masa de hielo a lo largo del terreno. El agua de fusión actúa como un gato hidráulico y como lubricante. El punto de fusión del hielo disminuye con la profundidad.

El hielo en la zona de fractura, por encima de los 50 mts, sin comportamiento dúctil es transportado pasivamente a cuestas del hielo inferior. En esta zona se producen Grietas.La Velocidad de movimiento es más lenta en la base del glaciar donde hay fricción. También el flujo de un glaciar es más rápido en el centro, debido a la fricción con las paredes

MOVIMIENTOS DIFERENCIALES DE UN GLACIAR

Las velocidades medias son muy variables, desde 800 metros por año (2 m por día) hasta muy pequeñas, menos de 2 m al año. Se mueven por oleadas, que son hasta 100 veces mas rápido que durante el período normal. Se producen por aumento de la presión del agua en el sector basal de los glaciares. Se relaciona con el sistema de pasajes que conducen el agua a lo largo del lecho glaciar

BALANCE DE MASASCae mas nieve que la que se derrite. Condición para formación de un glaciar.Hay una constante ganancia y perdida de hielo.ZONA DE ACUMULACION: sector donde se deposita la nieve y se transforma en hielo y esta definido por el límite de las nieves perpetuas. Por encima de esta línea, la nieve se acumula y se propicia el movimiento.ZONA DE ABLACIÓN: por debajo de la línea, hay una perdida neta de la masa del glaciar, se derrite en esta zona toda la nieve previa del invierno anterior y parte del hielo glaciarDESMEMBRAMIENTO: rompimiento del frente del glaciar. Proceso principal de perdida de masa.

Que el frente de un glaciar avance, retroceda o permanezca estacionario depende del Balance Glaciar , que es el equilibrio o desequilibrio entre la acumulación en el extremo superior y la pérdida en el extremo inferior, Ablación. AVANCE: la acumulación supera la ablación, hasta alcanzar el equilibrio, ESTACIONARIORETROCESO: tendencia al calentamiento aumenta la ablación y/o disminuye las nevadas,. A medida que se retrae el glaciar, disminuye la zona de desgaste, y con el tiempo se alcanza un nuevo equilibrio entre acumulación y desgaste.El hielo dentro de un glaciar siempre sigue fluyendo hacia adelante.

EROSION GLACIAR Y GEOFORMASLos glaciares son unos de los medios de erosión y transporte de sedimentos mas efectivos. Los glaciares arañan, arrancan y rompen las rocas sobre las cuales están emplazados y desplazan.

Arranque: levanta bloques del suelo y los incorpora al cuerpo de hielo. El agua de deshielo se congela en la grietas del fondo y rompe bloques de todos los tamaños lo cuales son incorporados al hielo y luego transportados (“flotación”)Abrasión: cuando el hielo y su carga avanza,produce un fuerte desgaste, alisado ypulido sobre la superficie, generando unsedimento fino que se denomina “ harinade roca”. Esta al incorporarse al agua dedeshielo, le da un color grisaceo o lechoso.

Desarrollo de formas erosivas creadas por glaciares alpinos. El paisaje no glaciar está modificado por glaciares de valle

Ejemplo de valles glaciarios: Los glaciares, de montaña, acentúan las irregularidades del terreno, haciéndolo mas escarpado y tortuoso. Mientras que los glaciares de casquetes tienden a alisar los paisajes, a pesar de su fuerte potencia erosiva.

Tipo Alpino

Valles Glaciarios: normalmente un glaciar se desplaza por donde tiene menor resistencia y donde existía un relieve previo , valle fluvial de corrientes existentes. En principio los valles fluviales de montaña tienen un típico

perfil en V, hay mucha erosión en la vertical. Un glaciar produce un ensanchamiento de ese valle, erosionando también en la horizontal ensanchando el valle y generando un perfil en U .Espolones truncados: son los acantilados generados por la fuerte erosión en las curvas pronunciadas de los valles.Valles Colgados; son valles afluentes que por tener menor grado de erosión quedan por encima del nivel de base del Valle glaciar principal.

Lagunas en Rosario: depresiones generadas por arranques sucesivos de grandes bloques, que luego son acentuadas por el movimiento del glaciar y posteriormente rellenadas por agua,

Valle Glaciar: se observa la forma en U, el valle ensanchado, bastante recto y los lagos o lagunas en rosario.

Circo Glaciar : se ubica en la cabecera de un valle glaciar, es una estructura semicircular deprimida en forma de tazón tienen paredes escarpadas en tres lados, pero están abiertas por el lado que desciende al valle. El circo es el punto focal de crecimiento del glaciar, porque es la zona de acumulación de nieve y de formación de hielo. Los circos empiezan como irregularidades en el lado de la montaña que luego van siendo aumentadas de tamaño por el acuñamiento de hielo y el arranque producido en los lados y en el fondo del glaciar. Después de la desaparición del glaciar, la cuenca del circo suele ser ocupada por un pequeño lago demontaña denominado tarn.

Fiordos: en general son el conjunto de valles glaciares de montaña, invadidos por el mar. Estas geoformas se ubican en latitudes altas donde las montañas están ubicadas en los bordes de los mares. El mar invadió la depresiones luego de la ultima glaciación al retirarse el hielo y subir el nivel del mar. El hielo tiene capacidad inclusive de continuar labrando el lecho del valle por debajo del nivel del mar. Chile, Noruega, Suecia, Canada.

ARISTAS - HORNSSon crestas sinuosas de bordes agudos denominados aristas y picos piramidales agudos denominados horns. Se originan por el aumento de tamaño de los circos producido porarranque y por la acción del hielo. En el caso de las cúspides rocosas denominadas horns, los responsables son grupos de circos situados alrededor de una sola montaña elevada. A medida que los circos aumentan de tamaño y convergen, se produce un horn aislado. Las aristas pueden formarse de una manera similar, a excepción de que los circos no se agrupan alrededor de un punto, sino que existen a los lados opuestos de una divisoria.A medida que crecen los circos, la divisoria que los separa se reduce a una estrecha partición en forma de filo de cuchillo.

ARISTAS - HORNSHornAristas

ARRANQUE – ABRASIÓN - ESTRIASDurante el avance del glaciar, los fragmentos rocosos, pueden generar surcos lineales sobre las rocas que se desplazan, dejando huellas denominadas estrías. Estas pueden ser mapeadas y de esta forma reproducir el movimiento de un glaciar a lo largo del tiempo (modelo de flujo glaciar).

Velocidad variable de erosión.- Velocidad de movimientodel glaciar.- Espesor del hielo;.- Forma, abundancia ydureza de los fragmentos de roca contenidos en el hieloen la base del glaciar.- Erosionabilidad de la superficie por debajo del glaciar.

Rocas aborregadasLos glaciares continentales de casquete y de montaña han modificado el terreno, el hielo esculpe pequeñas colinas orientadas aerodinámicamente a partir de protuberanciasdel lecho de roca. Una protuberancia asimétrica del lecho de roca de este tipo se denomina roca aborregada. Se forman cuando la abrasión glaciar alisa la suave pendiente que está en frente del hielo glaciar que se aproxima y el arranque aumenta la inclinación del lado opuesto a medida que el hielo pasa por encima de la protuberancia. Las rocas aborregadas indican la dirección del flujo glaciar, porque la pendiente más suave se encuentra generalmente en el lado desde el cual avanzó el hielo.

DEPOSITOS GLACIARIOS Y GEOFORMAS

Glaciares y glaciaciones – Depósitos glaciariosSedimentos - Derrubios glaciares, término que abarca todos los sedimentos de origen glaciar sin importar cómo, dónde o de qué forma fueron depositados. Una de las características que distinguen los derrubios glaciares de los sedimentos dejados por otros agentes erosivos es que los depósitos glaciares consisten fundamentalmente en derrubios de roca mecánicamente meteorizada que experimentaron poca o ninguna meteorización química antes de su depositación. También por la mala selección en los depósitos directos.

Se pueden dividir en dos tipos (1) los materiales depositados directamente por el glaciar, que se conocen como tills.(2) los sedimentos dejados por el agua de fusión del glaciar, denominados derrubios estratificados.

A diferencia de las corrientes de agua y viento, el hielo no puede seleccionar el sedimento que transporta; por consiguiente, los depósitos de till son mezclas característicamente no seleccionadas de granos de muchos tamaños.Los grandes bloques encontrados en el till o libres sobre la superficie se denominan bloques erráticos glaciares, si son diferentes del lecho de roca sobre el que se encuentran. En muchos casos, los enormes bloques fueron transportados hasta 500 kilómetros de su área original y, en unos pocos casos, más de 1.000 kilómetros.

BLOQUES ERRATICOS INCORPORACIÓN DE GRANDES DERRUBIOS

ABRASION. BLOQUES ERRATICOS . INCORPORACIÓN DE GRANDES DERRUBIOS

Morrenas laterales y centralesEl término más común para las formas constituidas por los depósitos glaciares es el de MORRENA. Originalmente, este término lo utilizaron los campesinos franceses parareferirse a los rebordes y los terraplenes de derrubios encontrados cerca de los márgenes de los glaciares en los Alpes.

En los glaciares de montañas se pueden reconocer dos tipos de morrenas principales.Morrena Lateral: acumulaciones de till que tienen una disposición a los lados del glaciar, por incorporación de material principalmente de las márgenes de los valles glaciaresMorrena Central: acumulación de till, al unirse dos glaciares alpinos para formar una sola corriente de hielo.

MORRENAS LATERALES

MORRENAS CENTRALES

MORRENAS TERMINALES Y MORRENAS DE FONDO Una morrena terminal es un montículo de till que se forma al final de un glaciar. Se depositan cuando se alcanza el estado de equilibrio entre la ablación y la acumulación de hielo. Es decir, la morrena terminal se forma cuando el hielo se está fundiendo y evaporando cerca del extremo del glaciar a una velocidad igual a la del avance del glaciar desde su área de alimentación. Entonces en esta posición abandona en forma continua su carga de sedimentos, y funciona como una cinta transportadora. Una morrena de fondo: se forma cuando la ablación supera la acumulación y el glaciar retrocede en forma continua, por ello deposita una capa de till suavemente ondulada que tiene un efecto nivelador, rellenando los puntos bajos y opturando los viejos cauces de corrientes de agua, induciendo a menudo un desarreglo del sistema de drenaje existente

AVANCE Y RETROCESO DE UN GLACIAR – MORRENAS ABANDONADAS

MAPEO DE MORRENAS TERMINALES COMO INDICADOR DEL MOVIMIENTO DE GLACIARES

DRUMNLINS Son colinas lisas y alargadas en el sentido de movimiento de los glaciares, son asimétricas y están constituidas por tills. Tienen un perfil aerodinámico, de 10 a 15 m de altura. Se agrupan formando campos de Drumnlins. Tienen perfil aerodinámico, con el borde mas abrupto indicando la dirección desde donde avanzo el glaciar. Se han generando por remodelación de un relieve previo de derrubios glaciales, en la zona de flujo plástico.

ESKERS Son depósitos producidos por corrientes o ríos en el extremo de los glaciares, producidos por el deshielos de los mismos. El till transportado por esta corrientes son depositados a lo largo de la corriente, inclusive en algunos casos bajo derrubios glaciales previos o hielo, a través de túneles. Contrario a una corriente fluvial, generan una topografía positiva (canales de riosinvertidos). Son dorsales de arena y grava que marcan la dinámica y flujo de los glaciares.

DEPOSITOS GLACIARES ESTRATIFICADOSSe refieren a sedimentos seleccionados por su tamaño y peso. No son depositados directamente por acción del hielo, sino por la acción del agua producida por fusión glaciar. Están constituidos esencialmente por arena y grava (material de carga de fondo), la harina de roca mas fina, permanece suspendida y se deposita en zonas distales. El agua al abandonar el glaciar, se desplaza sobre una superficie relativamente plana y pierde rápidamente velocidad y la capacidad de carga y se genera un complejo de canales anastomosados aguas abajo de las morrenas terminales. .- Llanura Aluvial – Glaciar de Casquete.- Tren de Valle – Valle de Montaña

KETTLE, depresiones o cuencas generadas por derretimiento de grandes bloques de hielo abandonados.

DEPOSITOS EN CONTACTO CON EL HIELOCuando el final de un glaciar que se está derritiendo se encoge hasta un punto crítico, el flujo se detiene prácticamente y el hielo se estanca. El agua de fusión que fluye porencima, en el interior y en la base del hielo inmóvil deja depósitos de derrubios estratificados. Entonces, a medida que el hielo sustentador se va derritiendo, se va dejando atrás sedimento estratificado en forma de colinas, terrazas y cúmulos. Cuando el derrubio estratificado en contactó con el hielo tiene la forma de una colina de laderas empinadas o monóculos, se denomina kame .

Kame - TERRAZAS

GLACIACIONES

La existencia de períodos glaciales (glaciaciones) fue sugerida por primera vez en 1837 por el biólogo suizo-norteamericano Louis Agassiz. Obtuvo datos geológicos que indicaban que las glaciaciones de los Alpes se habían expandido en el pasado a las tierras bajas que los circundaban. Esto lo llevó a sugerir que, en un tiempo geológico no muy lejano, el clima habría sido mucho más frío que el actual.

Ciclos de MilankovitchEntre las décadas de 1920 y 1930, el astrónomo yugoslavo Milutin Milankovitch calculó las variaciones en la cantidad de radiación solar que recibe la Tierra debidas a cambios en los movimientos de traslación y de rotación del planeta, y propuso un mecanismo astronómico para explicar los ciclos glaciales basado en tres factores.

El primer factor es la inclinación del eje de rotación terrestre. Al aumentar su ángulo, las estaciones resultan más extremas en ambos hemisferios (veranos más cálidos e inviernos más fríos). Actualmente, el eje de la Tierra está desviado 23,44 grados con respecto a la vertical; esta desviación fluctúa entre 21,5 y 24,5 grados a lo largo de un periodo de 41.000 años.

Extensión máxima de los glaciares de casquete en el hemisferio septentrional durante el período glaciar cuaternario.

Ilustración simplificada que muestra la subsidencia de la corteza y el rebote consecutivo a la adición y laeliminación de los glaciares continentales de casquete. A.- donde se produjo la mayor acumulación de hielo glaciar, el peso añadido causó abombamiento descendente de la corteza. B. Desde que se fundió el hielo, ha habido un levantamiento gradual, o reajuste, de la corteza.

Un segundo factor que acentúa las variaciones entre las estaciones es la forma de la órbita terrestre. Con un período de, aproximadamente, 100.000 años, la órbita se alarga y acorta, lo que provoca que su elipse sea más excéntrica y luego retorne a una forma más circular. La excentricidad de la órbita terrestre varía desde el 0,5%, correspondiente a una órbita prácticamente circular; al 6% en su máxima elongación. Cuando se alcanza la excentricidad máxima, se intensifican las estaciones en un hemisferio y se moderan en el otro.

El tercer factor es la precesión o bamboleo del eje de rotación de la Tierra, que describe una circunferencia completa, aproximadamente, cada 23.000 años. La precesión determina si el verano en un hemisferio dado cae en un punto de la órbita cercano o lejano al Sol.

Milankovitch, además, incorporó una idea del climatólogo alemán Wladimir Köppen en la teoría astronómica. Esta fue la sugerencia de que la causa inmediata de una glaciación se debe a la reducción de la irradiación solar en verano, con la consiguiente disminución de la fusión de los hielos formados en el invierno, y no a una sucesión de inviernos rigurosos,

A. SupercontinentePangea que muestra el área cubierta por elhielo glaciar hace 300 millones de años. B.los continentes como se encuentran en laactualidad. las áreas blancas indican dóndeexisten pruebas de los antiguos glaciares decasquete.

GLACIACIONES Y TECTONICA DE PLACAS

“TEORIA Snowball Earth”

“TEORIA Snowball Earth” una teoría exportable ??

Europa una de las lunas de Jupiter

Este gráfico, en el que se muestran las variaciones de temperatura durantelos últimos 40.000 años, se obtiene a partir del análisis del isótopo de oxígeno recuperado del casquete polar de Groenlandia

“Snowball Earth” vs“Hothouse”, explosión de vida

“Snowball Earth” en cuatro etapas

“Snowball Earth” en cuatro etapas

“Snowball Earth” vs “Hothouse”, explosión de vida.Otras teorías o posibilidades

“Mas de una Snowball Earth” vs “Hothouse”, explosión de vida (Makganyene snowball). Otras teorías o posibilidades

Gracias a las sucesivas explosiones y extinciones de vidallegamos a este presente tan DIVERSO

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