Este artículo, aunque se basa en una variedad de literatura, se basa en gran medida en una excelente revisión de los procesos de calving por el Prof. Doug Benn y sus colegas en la revista Earth Science Reviews. Si quiere saber más sobre el parto de los glaciares, este artículo de revisión sería un buen punto de partida.
El parto es el término glaciológico que designa la pérdida mecánica (o simplemente, el desprendimiento) de hielo del margen de un glaciar1. El calving es más común cuando un glaciar desemboca en el agua (es decir, en los lagos o en el océano) pero también puede ocurrir en tierra firme, donde se conoce como calving seco2.
El margen de calving del glaciar Perito Moreno en la Patagonia argentina. Foto: Liam Quinn
¿Por qué es importante el parto?
En los glaciares de terminación lacustre (o de agua dulce), el parto suele ser un proceso de ablación muy eficiente y, por lo tanto, constituye un importante control del balance de masas del glaciar4-7.
El parto también es importante para la dinámica de los glaciares y las tasas de retroceso del hielo1. Los glaciares de parto suelen ser muy dinámicos, con patrones de comportamiento (por ejemplo, avance y retroceso del glaciar) que están desvinculados, al menos en parte, del clima4-7.
Diferencias entre los glaciares de agua dulce y los de marea
En comparación con los glaciares de terminación marina (o de marea), como los que se encuentran en los márgenes de las capas de hielo de la Antártida y Groenlandia, los glaciares de agua dulce son normalmente más pequeños y se mueven más lentamente. Esto significa que, aunque los procesos de desprendimiento pueden ser muy similares en ambos entornos, los glaciares de agua dulce tienden a tener tasas de desprendimiento más bajas1.
Básicos del desprendimiento: la fractura del hielo
Antes de que se produzca el desprendimiento, las grietas y fracturas más pequeñas en el hielo del glaciar crecen (o se propagan) hasta convertirse en grietas más grandes (véase la imagen siguiente). El crecimiento de las grietas divide efectivamente el hielo en bloques que posteriormente caen del morro a un lago adyacente (donde se conocen como icebergs). Por lo tanto, la fractura del hielo es un control importante sobre: dónde se producirá el parto, el tamaño de los icebergs que se desprenden y la frecuencia de los eventos de parto1.
El hocico fuertemente agrietado de Fjallsjökull, Islandia, con bloques de hielo listos para ser liberados en eventos de parto. Foto: Wojciech Strzelecki
Crecimiento de fracturas
Las grietas y fracturas en el hielo de los glaciares crecerán cuando la tensión que actúa sobre una fractura sea mayor que la resistencia a la fractura del hielo8. Cuando se cumpla esta condición, el hielo se fracturará de forma frágil, haciendo que las grietas existentes se hagan más profundas y amplias. Las grandes tensiones se dan en muchas situaciones en los glaciares. Algunos ejemplos son: cuando el hielo del glaciar se extiende («se separa») o se comprime («se aprieta») como resultado del flujo.
Ejemplo de grandes fracturas en el morro del Goldbergkees Gletscher en los Alpes austriacos. Foto: Ewald Gabardi
Fisuras llenas de agua
El agua desempeña un papel fundamental en la profundidad de las fisuras y en la probabilidad de que se produzca un parto (véase el diagrama siguiente). En una grieta sin agua, la tensión en la punta de la grieta se ve compensada por el peso del hielo superpuesto. Esto hace que la fractura se cierre. Sin embargo, en una grieta llena de agua, la presión del agua compensa el peso del hielo. Esto permite que una grieta se extienda más profundamente en el hielo, y a menudo hasta el lecho del glaciar8.
Las grietas a menudo se abren debido a la extensión del flujo del glaciar que hace que el hielo se «estire» o se separe. En una grieta sin agua, el peso del hielo obliga a cerrar la fractura. En cambio, en una grieta llena de agua, la presión del agua añadida contrarresta el peso del hielo, permitiendo que la fractura se profundice. (diagrama modificado a partir de la ref. 8)
Procesos de calving
Hay varios mecanismos principales de calving en los glaciares de agua dulce, todos ellos relacionados con la tensión en el extremo del glaciar1.
Estiramiento y crevassing del hielo
En un glaciar de terminación lacustre en tierra, el flujo de hielo suele ser más rápido (debido al deslizamiento basal) cerca del hocico. Esto ocurre porque el morro está cerca de flotar en el agua del lago, lo que reduce el arrastre por fricción en el lecho1,9. El flujo más rápido cerca de la punta hace que el hielo se «estire» y que las grietas se propaguen por el glaciar (véase el diagrama siguiente). Este proceso, conocido como estiramiento longitudinal, crea hocicos de glaciares muy agrietados (véase la imagen inferior). El parto se produce a lo largo de las líneas de debilidad formadas por el crevassing1,9,10.
El flujo de hielo más rápido cerca del margen del glaciar, debido a la reducción del arrastre basal, hace que el hielo se estire y se abran las grietas. Cuando las tensiones son elevadas, las grietas se propagan por el glaciar y se produce el parto.
La terminación fuertemente agrietada del glaciar Grey, en la Patagonia chilena, formada en parte por el estiramiento longitudinal del hielo. Foto: NASA Earth Observatory
Las grietas también pueden formarse en zonas situadas más arriba del glaciar, como en las cascadas, donde el hielo fluye rápidamente a través del terreno escarpado8. Las grietas que se forman en las cascadas proporcionan zonas probables de desprendimiento de témpanos cuando se desplazan hacia el final del glaciar (véase el diagrama siguiente)1.
Las grietas que se forman en zonas de terreno escarpado, como las cascadas, proporcionan zonas probables de desprendimiento de témpanos cuando llegan al final del glaciar. T1 = las grietas se forman en la cascada de hielo. T2 = las grietas se desplazan hacia abajo y favorecen el desprendimiento.
Desequilibrios de fuerzas en el extremo del glaciar
En el extremo de un glaciar flotante, la presión criostática dirigida hacia fuera (es decir, la presión ejercida por el hielo) y la presión hidrostática dirigida hacia dentro (es decir, la presión ejercida por el agua) están desequilibradas (véase el diagrama siguiente)11. Por debajo de la línea de flotación del lago, la presión hidrostática equilibra en parte la presión criostática. Sin embargo, por encima de la línea de flotación, hay muy poca fuerza dirigida hacia el interior (desde la atmósfera) para contrarrestar la presión criostática11. Este desequilibrio crea una zona de alta tensión en la superficie del hielo, abriendo grietas y promoviendo el desprendimiento1.
Diagrama para ilustrar las diferencias entre la presión criostática dirigida hacia el exterior y la presión hidrostática dirigida hacia el interior. Por encima de la línea de flotación del lago, la atmósfera proporciona poca compensación a la presión criostática, lo que da lugar a elevadas tensiones en el acantilado de hielo terminal y al calving.
Superación de un acantilado de hielo terminal
El hielo del glaciar en la línea de flotación de un lago o por debajo de ella a menudo se funde a un ritmo más rápido que el hielo por encima de la línea de flotación de un lago. El derretimiento de la línea de flotación suele erosionar una muesca que socava el acantilado de hielo de parto (véase la imagen siguiente)6,12,13. Una vez socavado, el parto puede producirse por el desprendimiento hacia delante de los bloques de hielo que sobresalen, o cuando el techo de una muesca en la línea de flotación se derrumba1.
Las muescas en la línea de flotación a menudo se desarrollan durante el verano, pero dejan de formarse en invierno cuando las temperaturas del lago glacial son más frías y/o cuando la superficie del lago se congela. Por lo tanto, el parto por erosión de la muesca tiende a seguir un patrón estacional6,12,13.
Ejemplo de una muesca termo-erosional cortada en el acantilado de hielo terminal. Foto: Michael Clarke
La fusión en la línea de flotación de un lago o por debajo de ella puede erosionar una muesca en un acantilado de hielo terminal (T1). A medida que la muesca crece con el tiempo, el acantilado de hielo se vuelve inestable y los bloques se derrumban hacia afuera (T2).
Evento de desprendimiento en el glaciar Perito Moreno en la Patagonia argentina, debido al colapso del techo de un túnel englacial. Foto: Rafael Bernstein
Fuerzas de flotación en la terminación de un glaciar
Cuando la superficie de un glaciar se adelgaza por debajo del nivel necesario para la flotación del hielo, el margen se vuelve flotante y se levanta del lecho7. Si la superficie sigue adelgazándose, la flotabilidad aumenta, provocando grandes fuerzas de flexión en la línea de aterrizaje, el crecimiento de grandes grietas y, finalmente, el parto7. Este proceso a menudo produce grandes icebergs.
La flotabilidad puede causar grandes fuerzas de flexión en la línea de tierra del glaciar cuando la superficie del glaciar cae al nivel de flotación. Grandes témpanos tabulares son liberados por este proceso.
Las fuerzas de flotación también pueden causar calving por debajo de la superficie del lago. El desprendimiento subacuático suele producirse cuando se ha desarrollado un «pie de hielo» debido a las pérdidas de hielo por encima de la línea de flotación (por ejemplo, debido a la erosión de las muescas y al desprendimiento de los acantilados de hielo). La pérdida de hielo por encima de la línea de flotación disminuye la presión de la sobrecarga de hielo que presiona el «pie de hielo», permitiendo que las fuerzas de flotación ascendentes fracturen el hielo y provoquen el parto1. En estos casos, los icebergs pueden salir rápidamente disparados hacia la superficie del lago y, en ocasiones, emerger a cientos de metros del frente de hielo.
Las fuerzas de flotación provocan el parto de un «pie de hielo» subacuático debido a la pérdida de hielo por encima de la línea de flotación y a la reducción de la presión de sobrecarga del hielo.
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