Procesos glaciares
GEOL 4017: Cap. 12
Prof. Lizzette Rodríguez
Introduccion
• Glaciares: masas de hielo y nieve granular
formadas por compactacion y recristalizacion
de nieve, que descansan casi o completamente
en tierra y muestran evidencia de movimiento
presente y pasado
– No incluye hielo en los mares (no en tierra), ni
campos de nieve permanentes (no se mueven)
– Importancia: cambios climaticos, abastecimiento
de agua, arenas y gravas son recurso sustancial,
etc.
Formacion de hielo glaciar
• Glaciares se forman en areas donde cae mas nieve
en invierno de la que se derrite en verano
• Pasos en la formacion:
– Aire infiltra la nieve
– Copos de nieve (snowflakes) se hacen mas pequenos,
gruesos y esfericos
– El aire es expulsado
– Nieve es recristalizada a una masa mas densa de
pequenos granos, llamada neviza o “firn”
– Una vez el grosor del hielo y nieve excede 50 m, la neviza
se fusiona en una masa solida de cristales de hielo
entrelazados (interlocking) – hielo glaciar
Conversion de nieve recien caida en
hielo glaciar cristalino y denso
Movimiento glaciar
• Velocidades mas altas ocurren cerca del medio del
glaciar y disminuyen hacia afuera (lados) y abajo
(hacia la superficie friccional en la base)
• Velocidad tambien varia entre las zonas de
acumulacion (donde ocurre acumulacion de nieve
y formacion de hielo) y ablacion (ablation, mas
alla del limite de las nieves perpetuas, se produce
perdida neta del glaciar ya que se derrite toda la
nieve del invierno anterior asi como algo del hielo
glaciar)
Linea de nieves perpetuas separa zonas
de acumulacion y ablacion – equilibrio
entre zonas controla movimiento
Rompimiento en
grandes
pedazos de
hielo
Grietas formadas cuando glaciar
atraviesa terreno irregular
Animacion:
Flujo de hielo en glaciar
Cont. Movimiento glaciar
•
Movimiento del hielo glaciar se denomina
flujo y la forma mediante la cual fluye el
hielo es de 2 tipos:
1) Deslizamiento basal (basal sliding)
• Masa entera de hielo se desliza a lo largo del
terreno
• Ocurre en la mayor parte de los glaciares
• Movimiento irregular que puede dejar marcas
como fracturas, ranuras, estriaciones, y
superficies pulidas
Estriaciones paralelas
en roca sedimentaria
Acercamiento de
chatter marks, Mt.
Sirius, Antarctica.
Tapa de lente–5 cm
http://nsidc.org/cgi-bin/words/topic.pl?glaciers
Cont. Movimiento glaciar
2) Flujo plastico - Ocurre dentro del hielo
• Bajo P alta, el hielo se comporta como
material plastico y fluye bajo su propio peso
• Mecanismos: desplazamiento intergranular
(rotacion y deslizamiento entre cristales de
hielo), desplazamiento intragranular
(deslizamiento a lo largo de la base de los
cristales) y recristalizacion
Cont. Movimiento glaciar
• Zona de fractura
– 50 m superiores – hielo es fragil
– Tension causa que se formen grietas o crevasses
– Patrones:
• Transversales – en angulos rectos a la direccion de
movimiento
• Chevron – a lo largo del borde del glaciar, donde el
movimiento es restringido por friccion de las paredes
del valle
• Longitudinal – donde el hielo glaciar se dispersa
lateralmente
• Radial – donde el hielo se dispersa radialmente
2 tipos de
movimiento
del glaciar
Grietas en superficie quebradiza:
Glaciar Perito Moreno, Argentina
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Argentina-Perito_Moreno-Glacier.jpg
Grietas transversales y radiales,
Nisqually Glacier
Mount Rainier, Washington
http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/morphology2/crevasse.htm
Grieta longitudinal
http://www.uaf.edu/water/faculty/nolan/perso
nal/McCall/mccall_may2003_travel.htm
Grietas longitudinales, chevron y
transversales – North Cascades, WA
Cont. Movimiento glaciar
• Ogives
– Bandas de hielo claro y oscuro alternado que
ocurren como crestas y valles en la superficie de
glaciares
– Ocurren bajo icefalls (porcion caracterizada por
flujo rapido y superficie agrietada, ocurre donde la
base del glaciar se hace empinada y/o se estrecha,
denominada en relacion a cascadas) y doblan
progresivamente glaciar abajo por la velocidad mas
alta cerca del centro del glaciar
Cont. Movimiento glaciar
• Cont. Ogives
– Ancho de una banda clara y una oscura =
movimiento anual del glaciar, lo cual indica
relacion de ogives con las temporadas
– Hielo invernal pasando a traves de un icefall
formara una cresta en la base del icefall, mientras
que el hielo de verano formara una hondonada o
valle.
Ogives - Juno Icefield, Alaska
http://nsidc.org/cgi-bin/words/topic.pl?glaciers
Tipos de glaciares
• Clasificacion termica
– Templados o de base mojada: hielo esta a, o
cerca, de T de deshielo. Velocidad de flujo es
mayor que en los polares
– Polares o de base fria: hielo esta bajo T de
deshielo casi todo el tiempo. No hay deslizamiento
basal
– Subpolares: congelados hasta el sustrato, pero la
superficie se derrite en los veranos
Cont. Tipos de glaciares
•
Clasificacion morfologica: Controlada por la
relacion entre hielo glaciar y topografia. Se
clasifican de acuerdo al tamano, forma y modo en
que ocurren en:
1) Glaciares de valle o alpinos
–
–
–
Existen en areas montanosas
Fluyen valle abajo desde un centro de acumulacion
en la cabecera
2 tipos:
•
•
Cirque glaciers pequenos – limitados al area cerca de la
cabecera. Ocupan cuencas en forma de anfiteatros
Valles glaciares – fluyen mas alla de sus circos en valles
largos y con dobleces. Corrientes multiples de hielo
Glaciar Aletsch,
Suiza
http://commons.wikimedia.
org/wiki/Image:Grosser_Al
etschgletscher_3178.JPG
Glaciar Valdez
http://library.thinkquest.org/5280
/alpine_glaciers.htm
Ej. Circo glaciar
Fairweather Range, Alaska
U.S.G.S. photo by Bruce Molnia
Ej. Circo glaciar
Cont. Clasificacion morfologica
2) Glaciares de piedemonte
– Ocupan tierras bajas amplias en las bases de
montanas escarpadas
– Se forman cuando uno o mas glaciares alpinos
descargan hielo como lobulos anchos que
fluyen radialmente hacia llanuras al pie de las
montanas
– Glaciar de Malaspina, Alaska: abarca >5000
km2 de la llanura costera plana al pie de la
cordillera Elias
Glaciar Malaspina: formado en realidad
por union de varios glaciares alpinos
Aggasiz
Seward
Imagenes - Glaciar Malaspina
http://www.nps.gov/archive/wrst/virtualtour/malaspinaglacier.htm
Cont. Clasificacion morfologica
3) Glaciares de casquete (ice sheets & ice caps)
–
–
–
–
–
Existen en escala mayor a los alpinos
Dos glaciares de casquete principales en la Tierra:
Groenlandia (1.7 millones km2) y Antartida (13
millones km2)
A menudo se denominan glaciares continentales de
casquete. El conjunto de todas las areas de estos
constituye casi el 10% de la superficie terrestre
Hielo fluye en todas direcciones desde uno o mas
centros de acumulacion de la nieve, y ocultan por
completo todo (excepto las zonas mas elevadas) del
terreno subyacente
Ice caps: <50000 km2
Glaciares continentales de casquete
Ice cap – Vantnajukull, Islandia (erupcion en
1996 a traves de glaciar-grandes inundaciones)
Cont. Tipos de glaciares
• Clasificacion dinamica: se basa en la
naturaleza del balance de masa (relacion
entre acumulacion y ablacion de nieve o
hielo). Controlada por las condiciones en la
terminacion del glaciar.
– Neutral
– Advancing
– Stagnating (estacionario)
Animacion:
Balance de masa
Erosion glaciar
• Glaciares son capaces de causar mucha
erosion
• Erosionan la tierra de 2 maneras:
1) Abrasion – rocas dentro del hielo (sobre todo
en su base) actuan como papel de lija para
suavizar y pulir la superficie debajo
- Produce: harina de roca (roca pulverizada
producida por la molienda glaciar) y
estriaciones glaciares (canales en la roca)
Estriaciones
Superficie
de roca
pulida por
abrasion
glaciar –
en las
partes
menos
brillantes,
se ha
destruido lo
pulido por
erosion
posglaciar
Cont. Erosion glaciar
• Cont. 1) Abrasion
– Factores que controlan la velocidad de abrasion:
• Derrubios de roca en la base
• Abastecimiento continuo de mas rocas a la base, por
derretimiento basal
• Diferencias en dureza entre rocas del sustrato y las de la
base del glaciar
• Velocidad de deslizamiento basal
• Grosor del hielo
– Fragmentos de roca que ayudan a la abrasion son
pulidos y tienen estriaciones – se encuentran en
depositos glaciares
Fragmentos de roca
que ayudan a la
abrasion
Cont. Erosion glaciar
2) Arranque (plucking, quarrying) – a
medida que glaciar fluye sobre una
superficie fracturada del bedrock, ablanda y
levanta bloques de roca y los incorpora al
hielo
- Mas comun en rocas fracturadas - el
agua de fusion penetra grietas y diaclasas y
se congela, expandiendo y levantando las
rocas
Parque
Yosemite –
pendiente
suave
experimento
abrasion y
el lado mas
empinado
experimento
arranque
Animacion:
Plucking
Transportacion y deposicion glaciar
• Transportacion de material incluye:
– Derrubios de rocas - se pueden anadir a un glaciar de
encima (cuando la superficie terrestre esta mas alta
que el glaciar y procesos gravitacionales sueltan rocas
a la superficie del glaciar) o de abajo del hielo (a
medida que el glaciar erosiona la superficie y el hielo
captura/entrain material)
– Material transportado y depositado por agua de fusion
de hielo; arena, arcilla y limo derivado del glaciar y
llevado por el viento; y depositos marinos y lacustrinos
transportados por hielo flotante
Cont. Transportacion y deposicion
• Deposicion de material – Tipos:
– Till – sedimentos glaciares depositados
directamente por hielo glaciar, usualmente de
pobre seleccion (poorly sorted) y no estratificados
– Sedimentos depositados por corrientes de agua de
fusion del glaciar (meltwater streams) o lagos
(sedimentos glaciolacustrinos) son de buena
seleccion y estratificados
Glacial till
http://en.wikipedia.org/wiki/Image
:Glacial_till_exposed_in_roadcut750px.jpg
http://abyss.kgs.ku.edu/pls/abyss/pub
cat.phd1.View_Photo?f_id=78&f_hd=Y
Cont. Transportacion y deposicion
• Cont. Deposicion de material
– Se encuentran depositos cuya fuente esta muy
distante: bloques erraticos llevados por
glaciares (no corresponden al bedrock o estan
separados del bedrock por depositos glaciares)
– Glacial drift (derrubios glaciares) – termino que
se refiere a todos los depositos relacionados a
procesos glaciares. Se subdivide en base a la
seleccion y estratificacion de los sedimentos.
Bloques
erraticos
http://www.homepage.montana.edu/~geo
l445/hyperglac/depland1/Erratics1.htm
Sedimentos glaciares no estratificados
y de pobre seleccion – Diamictons
• Mas comunes: varias clases de till y derrubios
glaciomarinos y glaciolacustrinos, depositados
directamente por hielo glaciar o descargados
en agua marina o lacustrina durante el
derretimiento de hielo flotante
• Tamanos: arcillas a bloques
• Rocas tienen caras pulidas y estriadas, por la
abrasion que pasaron durante transporte
Cont. Diamictons
• Till – Caracteristicas fisicas:
– Seleccion pobre, comunmente con distribucion bimodal
de tamano de particulas
– Ausencia de estratificacion
– Clastos pulidos y estriados
– Superficies del bedrock debajo del deposito estan estriadas
y pulidas
– Textura de rocas orientadas, paralelas y alargadas
– Alto grado de compactacion
– Litologias erraticas de derrubios rocosos y minerales
– Deformacion de sedimentos
Algunos
ejemplos de till
Derivado de bedrock
pizarroso (slaty), Maine
http://w3.salemstate.edu/~lhanson/gls210/gls210_glaciers.htm
Suecia
http://earthweb.ess.washington.edu/lnk/epic/Geologic/Icesheets1/pages/
13.EP_0025_DE_IG_13.htm
http://w3.salemstate.edu/~lhanson/gls210/gls210_glaciers.htm
Sedimentos glaciares estratificados y
bien seleccionados
• Depositos glaciofluviales – sedimentos
depositados de corrientes de agua de fusion de
glaciar (meltwater streams)
– Tambien se conoce como glacial outwash
– Su reconocimiento es mas facil cerca de la fuente,
porque mas lejos es dificil distinguirlos de
depositos fluviales normales
– En su terminacion, sedimentos glaciofluviales se
pueden depositar en hielo estacionario o pueden
enterrar bloques de hielo
Cont. Sedimentos glaciares
estratificados y bien seleccionados
• Depositos glaciolacustrinos
– Incluyen lagos en los bordes de glaciares y varios tipos
de lagos producidos por erosion y deposicion de
glaciares
– Grava y arena llevado a lagos glaciares producen deltas
en el borde del lago, mientras que la carga suspendida
de limo y arcilla se transporta hacia el interior del lago
o por corrientes turbiditicas
– Los sedimentos del fondo consisten en estructuras de
grano fino (rhythmites), llamadas varves, que se cree
representan deposicion anual
Cont. Sedimentos glaciares
estratificados y bien seleccionados
• Cont. Depositos
glaciolacustrinos
– Un varve se compone de 2
capas distintas textural y
geneticamente – un “couplet”
que no resulta de un solo pulso
de sedimentacion
http://atlas.nrcan.gc.ca/site/english/maps/environment/land/varves.jpg/image_view
Porcion sur de Fm. Green River shale, Utah:
~600 m (2000’) de sedimentos lacustrinos antiguos,
6000 anos crearan ~1 m (3’) de sedimentos, sobre la
altura de las vacas.
Photo by Kevin Delaney
http://www.indiana.edu/~ensiweb/lessons/varves.html
Cont. Sedimentos glaciares
estratificados y bien seleccionados
• Depositos glacioeolios
– Arenas, limo y arcillas llevadas por el viento, que
son derivadas mayormente de areas glaciadas
durante el Pleistoceno
– Ej. Sand Hills, Nebraska – campo de dunas mas
grande en Hemisferio Occidental
Cont. Sedimentos glaciares
estratificados y bien seleccionados
• Cont. Depositos glacioeolios
– Sedimento glacioeolio mas dispersado es el loess –
limo y arcilla llevados por el viento, derivados
mayormente de harina de roca (roca pulverizada)
glaciar levantados por los vientos que soplaban sobre
las llanuras glaciofluviales y se dispersan viento
abajo (downwind) sobre areas grandes
– Ejemplos principales en China y el Valle del
Mississippi
Loess en Hungria:
ha viajado por el viento desde Asia
http://en.wikipedia.org/wiki/Loess
Loess en Siberia:
Secuencia de loess
amarillo (clima mas
frio) y suelo marron
(clima mas caliente)
http://www-geo.phys.ualberta.ca/~vkrav/
Research/Loess.htm
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Introducción a las Ciencias Terrestres