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Definición Glaciares

 



1. GLACIARES EN LA ESTRATEGIA NACIONAL (CHILE)

1.1.
Definición de glaciar

 

Existen múltiples definiciones de glaciar, de todas ellas, se ha tomado como base para este trabajo, la propuesta por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, 2001) que define glaciar como: "masa de hielo terrestre que fluye pendiente abajo (por deformación de su estructura interna y por el deslizamiento en su base), encerrado por los elementos topográficos que lo rodean, como las laderas de un valle o las cumbres adyacentes; la topografía del lecho de roca es el factor que ejerce mayor influencia en la dinámica de un glaciar y en la pendiente de su superficie. Un glaciar subsiste merced a la acumulación de nieve a gran altura, que se compensa con la fusión del hielo a baja altura o la descarga en el mar". Los glaciares así definidos, pueden adquirir numerosas formas, desde glaciares descubiertos como el San Rafael en el Campo de Hielo Norte (CHN) que corresponde a la imagen popular de un glaciar, hasta los llamados glaciares rocosos, que corresponden a masas de hielo mezcladas con rocas en proporciones variables y cubiertos por una capa de detritos, presentando una morfología superficial que evidencia el flujo del hielo subyacente.

 

 

Los glaciares fluyen en forma relativamente lenta (desde algunos centímetros a cientos o pocos miles de metros por año) principalmente gobernados por la fuerza de gravedad.

 

 

Considerando lo señalado por Post et al., (1971), y también por la discusión planteada por Marangunic (1979), la definición exacta se complica porque: 

 

 

1. Incluso la nieve invernal o estacional muestra propiedades de flujo.

 

 

2. Pueden existir masas de hielo perenne de dimensiones importantes que no evidencian flujo. Lo que puede deberse a una topografía que no permite el flujo, o al estancamiento de un glaciar anteriormente activo. Otro caso problemático son las acumulaciones de hielo perenne alimentado por avalanchas desde glaciares colgantes activos, las que frecuentemente muestran poco movimiento. 

 

 

A lo anterior, pueden sumarse otras complicaciones, como la existencia de masas de hielo recubiertas de material morrénico o de origen volcánico, el cual  puede alcanzar a tener una gran proporción, representando más del 50% del volumen total, resultando en una morfología ondulada que evidencia la existencia de flujo, típica de los denominados glaciares de roca.

 

 

El carácter perenne de un glaciar, implica que su formación y génesis requieren de un período mínimo de varios años. Hay evidencias de regeneración de glaciares en conos volcánicos sometidos a erupciones, proceso que por ejemplo en el Monte St. Helens de EE.UU. requirió 16 años para formar un cuerpo de hielo de decenas de metros de espesor (Walder et al., 2007). El hielo que existe en un glaciar puede tener cientos o miles de años (Patagonia, Andes) hasta millones de años en los casquetes de Antártica y Groenlandia.




1.1.1. Definición operativa

 

 

Dado que las características de una estrategia nacional y sus acciones asociadas requieren de una definición operativa fuera de la discusión académica, práctica y fácil de aplicar, se entenderá el concepto de glaciar para los efectos de esta estrategia como:

 

 

Toda superficie de hielo y nieve permanente generada sobre suelo, que sea visible por períodos de al menos 2 años y de un área igual o superior a 0,01 km2 (una hectárea). O cualquier superficie rocosa con evidencia superficial de flujo viscoso, producto de un alto contenido de hielo actual o pasado en el subsuelo.

 

 

Esta definición pudiera no incluir algunos glaciares reconocidos como tales por la academia (como los muy pequeños) o pudiera incluir algunos cuerpos que no corresponderían a glaciares según otras definiciones (como los glaciares de roca inactivos o fósiles), pero estos sesgos son menores y no invalidan el valor de esta definición particularmente sencilla, concisa y clara.

 

 

 

1.2. Clasificación de glaciares y las formas presentes en Chile 1.2.1. Morfológica primaria

 

 

Esta es la clasificación principal, la que pone en evidencia la diversidad glaciar, diferenciándolos por su naturaleza, tamaño y características. Cada tipo de glaciar representará desafíos particulares para su estudio, el que ha de realizarse con diferentes técnicas y precisiones.

 

 

Casquetes de hielo continental o Islandis (Ice sheets). Es una gran masa de hielo que cubre un continente, como Antártica o grandes extensiones como Groenlandia, las cuales no están totalmente controladas por la topografía de la corteza que subyace al hielo. Este tipo se caracteriza por ser más activo en sus bordes y a lo largo de corrientes de hielo (Ice Streams). Las partes más altas y abombadas se denominan "Domos", que se caracterizan por su muy escasa pendiente, gran altura y flujo de hielo muy limitado; desde estos Domos nacen los principales glaciares que drenan el casquete de hielo mediante Ice Streams. Se trata de glaciares fríos que en general presentan escasa alimentación. En términos genéticos obedecen al fenómeno de autocatálisis, que implica la generación de condiciones climáticas, caracterizadas por la presencia semipermanente de un centro de altas presiones con bajísimas temperaturas, que permitió su formación y actual mantención.


 

Figura 1: Casquete de hielo antártico visto desde el Cordón de Centinela.

 

 

 

Plataformas de hielo flotantes (Ice shelves). Es la porción flotante de un glaciar cuyo frente termina en aguas oceánicas profundas. Las principales plataformas se encuentran en Antártica (Ross, Ronne-Filchner y Amery), pero también se encuentran en Groenlandia y el Ártico canadiense, donde el hielo puede alcanzar el punto de flotación en algunos glaciares que presentan dimensiones muy inferiores a los de Antártica. 


 

Figura 2: Plataforma de hielo flotante Wordie, en Antártica.

 

 

El borde externo de las plataformas de hielo flotantes presenta una pared vertical de decenas de metros de altura, lo que llevó a los primeros exploradores a denominarlas como Gran barrera de hielo (Great Barrier). 

 

 

El espesor de las plataformas que puede alcanzar hasta 200 m en el frente, va incrementándose hacia zonas superiores del glaciar alcanzando máximos de hasta 700 m de espesor en la zona donde la base del hielo deja de flotar y empieza a posarse sobre roca (grounding line). Esta zona, que marca la transición entre hielo flotante y posado sobre rocas-sedimentos, se evidencia en la superficie de la plataforma por una serie de grietas producidas por la flexión que afecta al hielo flotante producto de las mareas oceánicas. El Hinge line es conocido como el fin de la zona afectada por la flexura del hielo, siendo muy difícil de detectar, a menos que se empleen técnicas interferométricas.

 

 

Las plataformas de hielo flotante son alimentadas por hielo meteórico proveniente de glaciares o corrientes de hielo fluyendo  desde el interior de Antártica o Groenlandia. En la base de las plataformas flotantes puede haber acreción de hielo marino, que se genera por congelación de agua de mar y/o congelación de agua de fusión de origen glaciar.

 

 

Corrientes de hielo (Ice Streams). Se refiere a glaciares que drenan un casquete de hielo continental mediante altas tasas de flujo con velocidades muy superiores a las del entorno glacial. Estas corrientes de hielo no exhiben una delimitación precisa en todos sus márgenes, sin embargo en algunas zonas son más visibles por grietas laterales que separan las zonas de máximo flujo de aquellas zonas menos activas. Las corrientes de hielo se caracterizan por numerosas líneas de flujo u ondulaciones longitudinales que denotan las fuentes del hielo que las alimentan. Estas corrientes de hielo, son las principales abastecedoras de hielo de las plataformas de hielo flotantes.

 

Ejemplos de este tipo de glaciares se encuentran en Antártica, estando totalmente ausentes en Chile continental.


 

Figura 3: Corriente de hielo, Glaciar Shirase, en Antártica Este.

 

 

Glaciares de Piedmont (Piedmont glaciers). Son glaciares enclavados en la Cordillera pero cuya alimentación es suficientemente abundante como para permitir que una lengua penetre el Ante País o Pie de Monte, derramando su caudal de hielo, en forma de abanico divergente. 

 

 

Se distinguen las siguientes partes: 

 

 

1. La parte superior con cuencas compuestas, las que desembocan en una cuenca o circo.

 

2. La lengua propiamente dicha, encauzada en un valle, con distintas longitudes.

 

3. El Lóbulo (Pie expandido), que es su elemento característico, el cual sale de la montaña y forma un semiarco similar a un gran cono de deyección.

 

 

Esta categoría no se presenta en Chile central, sin embargo fue la forma típica de los glaciares Cuaternarios que inundaron la depresión central, arrastrando sedimentos y socavando el fondo generando las cuencas lacustres. En Patagonia aún existen algunos ejemplos como el glaciar San Quintín del Campo de Hielo Norte.


 

Figura 4: Glaciar de Piedmont: Glaciar San Quintín, Campo de Hielo Norte.

 

 

Glaciares de valle (Valley glaciers). Se caracterizan por tener una o más zonas de acumulación, ubicadas en subcuencas o circos, las cuales confluyen en un valle, más largo que ancho, el cual permite el flujo de hielo aguas abajo. No posee lóbulo de derrame y su frente queda circunscrito al valle. Recibe el nombre de glaciar Alpino, por ser la forma típica de varios glaciares de los Alpes, a partir de los cuales se conceptualizó. En literatura inglesa existe una categoría especial llamada "Transection glacier", que puede ser asociado a uno de valle pero más complejo, con varias zonas de acumulación que están interconectadas para confluir en un valle donde se ubica la lengua efluente (Benn & Evans, 1998).

 

Casos típicos en Chile central son el Juncal Norte y Juncal Sur. 


 

 

Figura 5: Glaciar de Valle: Glaciar Universidad.

 

 

Glaciares en Calota (Ice caps). Estos tienen importancia puesto que ocupan la cúspide de un centro montañoso. Estos glaciares tienen un abombamiento en la parte central tipo "domo", fruto de la acumulación y la topografía subyacente. La ablación se produce por los bordes, ya sea por el contorno en su conjunto o por medio de lenguas que penetran en valles. En este último caso se habla de glaciares compuestos. Estas lenguas divergentes por lo general obedecen a un flujo radial con eje en la cúspide de la topografía dominante. 

 

Los más característicos en Chile son las calotas del Volcán Osorno. 


 

 

Figura 6: Glaciar en Calota en el Volcán Osorno.

 

 

Campos de Hielo (Icefields). Son grandes superficies de hielo que exhiben una zona de acumulación compleja compuesta por una planicie en altura o "plateau" y zonas escarpadas que la rodean. Todo el hielo de estas zonas de alimentación, es evacuado por medio de varias lenguas efluentes las cuales son controladas por la topografía subyacente. Dichas lenguas pueden presentar cuencas medianamente definidas, pero sus zonas de alimentación presentan divisorias de hielo difíciles de delimitar cuando se ubican en los “plateaus”, a menos que se hagan estudios interferométricos o mediciones con GPS de calidad geodésica, que incluyan estimaciones de velocidades y direcciones predominantes de flujo.

 

Ejemplos típicos de este tipo de glaciares están en los Campos de Hielo Patagónicos.


 

 

Figura 7: Campo de Hielo Norte, Patagonia.

 

 

Glaciares de cráter (Crater glaciers). Son aquellos que ocupan una depresión topográfica, rodeada de un cordón montañoso, que impide la evacuación superficial del hielo acumulado, el cual fluye hacia el centro de la depresión y pierde masa por ablación superficial y también gracias al calor geotermal en los conos y cráteres que los contienen. 

 

Caso típico es el glaciar del cráter del Volcán Lonquimay.


 

Figura 8: Glaciar de Cráter en la caldera del Volcán Sollipulli.

 

 

Glaciares de montaña (Mountain glaciers). Definidos como glaciares localizados en las partes altas de la cordillera, con formas variables, y donde la evacuación desde las zonas de acumulación (más anchas que largas), se da por medio de una lengua glaciar pequeña (en comparación con un glaciar de valle). Su zona de acumulación es bien definida. Esta categoría es empleada por el TTS/WGI como concepto universal para inventarios (Müller et al., 1977). 


 

Figura 9: Glaciar de montaña en el Canal Beagle.

 

 

Glaciares de Circo (Cirque glaciers). Son aquellos que ocupan una depresión de carácter semicircular generada por erosión glaciar (Circo), la cual es rodeada por flancos montañosos con mucha pendiente que culminan en cumbres o cordones tipo "aretes". Una vez que los glaciares de circo han retrocedido (o desaparecen), estas depresiones son usualmente ocupadas por un lago, el cual es embalsado por un umbral rocoso o quiebre de pendiente por donde salía la lengua glaciar en forma de cascada de hielo.


 

Figura 10: Glaciar de circo en el Valle del Francés, Parque Nacional Torres del Paine.

 

 

Glaciaretes (Niche, wall-sided, glaciarets, ice aprons o cliff glaciers). Esta categoría corresponde a las más pequeñas masas de hielo, sin existir una definición exacta de sus dimensiones. Estos pueden encontrarse en laderas de montañas, depresiones, sectores en sombras, sectores receptores de avalanchas de nieve, etc. Estas masas de hielo pequeñas, pueden no evidenciar flujo y pueden deberse a nieve que perdura por al menos dos años consecutivos, pero que es prácticamente inactiva. En años muy secos estas masas tienden a desaparecer, cubrirse de materiales o reducirse significativamente.


 

Figura 11: Glaciarete en las laderas del Cerro Brujo, en el Valle del Río San Andrés, Cuenca del Tinguiririca.

 

 

Glaciares rocosos (rock glaciers). Glaciares rocosos, de roca o de escombros, son cuerpos de hielo y rocas, que evidencian flujo, a tasas muy inferiores en comparación con glaciares descubiertos, debido a que la proporción de hielo, versus volumen total, puede ser inferior al 50%. Estos cuerpos de hielo/roca pueden ser glaciogénicos, vale decir que se generan a partir de un glaciar descubierto que después de un proceso evolutivo, se va recubriendo por material morrénico o de avalanchas de rocas laterales y cuya alimentación nivosa disminuye, resultando en un flujo decreciente, hasta que su morfología cambia completamente, predominando el material rocoso por encima del volumen equivalente de agua (eq. a. de ahora en adelante) en estado sólido; o puede ser pedogenético, vale decir con origen en la evolución de una forma del relieve, a partir del permafrost de montaña o suelo congelado, cuyo flujo (solifluxión), puede acrecentarse con mayores proporciones de agua en estado sólido intraglaciar, o hielo intersticial, hasta generar una morfología ondulante típica, con taludes verticales frontales y otros rasgos característicos. Los glaciares rocosos poseen una geometría en forma de lengua o lóbulo, cuya estructura interna está constituida por una mezcla de hielo (40-60%), roca y sedimentos finos, que se desplazan lentamente ladera o valle abajo, a velocidades que varían entre los 10-100 cm/a (Azócar & Brenning, 2008 & 2009). 


 

Figura 12: Glaciar rocoso al interior del Valle de Navarro, Cuenca del Río Juncal.

 

 

1.2.2. Tipos de zonas de acumulación

 

Es posible subclasificar los glaciares en función de las características de sus zonas de acumulación. A continuación se describen los principales tipos de cuencas de alimentación de glaciares empleadas en parte por el inventario mundial de glaciares de acuerdo al WWG/TTI (Müller et al., 1977).

 

 

Cuencas compuestas: Dos o más cuencas de alimentación que dan origen a lenguas glaciares individuales, las que se unen aguas abajo formando una lengua principal (glaciares Cipreses y Universidad).

 

 

Cuenca compuesta: Zona de acumulación con varias subcuencas, cuyo hielo es evacuado por medio de una lengua glaciar (Glaciar Juncal Sur).

 

 

Cuenca simple: Una cuenca de alimentación más ancha que larga, bien delimitada, cuyo hielo es evacuado por una lengua principal (Glaciar Juncal Norte).

 

 

Plateau: Superficie relativamente plana cuyas divisorias de hielo son difíciles de mapear, a menos que se cuente con mediciones especializadas de velocidad de hielo, que permitan definir flujos superficiales de hielo divergente. Estas superficies son grandes receptáculos de nieve, la cual se transforma en hielo, que fluye aguas abajo por portezuelos, por donde salen lenguas efluentes (Campos de Hielo Patagónicos).

 

 

1.2.3. Tipos de frentes

 

La naturaleza del frente de un glaciar puede alterar de manera crucial su balance de masa y su dinámica, en función de la existencia de desprendimientos o el contacto con masas de agua dulce o salada, es por esto que su correcta clasificación es fundamental para entender de manera correcta la diversidad de comportamientos observados en los glaciares de Chile, los que presentan múltiples tipos de frentes.

 

 

De montaña: Son frentes terminales posados en roca, o materiales morrénicos, desde donde nacen cursos de agua de fusión glaciar. Las pendientes son variables, pero la pérdida de masa se da por ablación y eventualmente sublimación. Ejemplos: Echaurren Norte, Cipreses, Juncal Norte.

           


Desprendentes en lagos (freshwater calving front): Son frentes desprendentes (producen témpanos) de glaciares que desembocan en lagos no sometidos a mareas. Ejemplos: Nef, Colonia, Tyndall.

 


Desprendentes en fiordos (tidewater calving fronts): Son frentes desprendentes en aguas oceánicas sometidas a salinidad variable, mareas y corrientes de diversas intensidades. Ejemplos: San Rafael, Amalia.

 

 

Complejos: Frentes con varios de los tipos anteriores, debido a la existencia de más de una lengua terminal (brazos) o más de un tipo de término, o frentes confluentes. Ejemplo: Pío XI, que posee un frente en fiordo, varios otros en lagos y un par de brazos en tierra.

 

 

1.2.4. Clasificación Térmica

 

En este tipo de clasificación, lo esencial es la temperatura de la masa de hielo, que contribuye a controlar la evolución cristalográfica de la nieve, así como los procesos de ablación.

 

 

Se distinguen 3 categorías: 

 

 

Los glaciares fríos. Aquellos que poseen una temperatura del hielo muy inferior a 0° C. La ablación es por lo general escasa, y generada por ocasionales eventos cálidos, que no alcanzan a afectar la temperatura de toda la masa de hielo, sino que sólo la superficie. Una parte importante de pérdida de masa se genera por sublimación y deflación. En Antártica, también puede perderse masa por calving. Al no existir ablación superficial, la transformación de la nieve en hielo es lenta. La acumulación se da por precipitación nivosa, que es de carácter seco y de baja densidad. En Chile existen glaciares fríos en la Zona Norte, donde los escasos glaciares allí ubicados están a gran altura, presentando temperaturas del orden de -8,5 a -20°C (Ginot et al., 2001, 2002 & 2006; Schwikowski et al., 2006). También se ha detectado hielo frío en las cercanías de la cumbre del Monte San Valentín en la Zona Austral (Vimeux et al., 2008).

 

 

Los glaciares temperados. Un glaciar temperado posee en toda su masa la temperatura de fusión del hielo. La temperatura del punto de fusión varía con la presión, que depende en forma directa del espesor de hielo, su densidad y la aceleración de gravedad. La mayor parte de los glaciares chilenos tienen esta característica y en la Zona Austral se dan los más típicamente temperados del planeta. La acumulación en este tipo de glaciares se da por una variada gama de procesos deposicionales, incluyendo nieve húmeda, seca, avalanchas laterales, granizo, y eventualmente recongelamiento. La ablación es principalmente por derretimiento, pero también por sublimación, calving y deflación.

 

 

Los glaciares politermales. En algunos glaciares del ártico canadiense y de Svalbard (Noruega), la temperatura del hielo está muy por debajo del punto de fusión, sin embargo en la base de la lengua terminal, pueden alcanzarse temperaturas cercanas al punto de fusión, lo que genera cierto nivel de derretimiento estival y mayor deslizamiento basal. No se han detectado estos glaciares en Chile.

 

 

1.2.5. Clasificación Dinámica

 

 

A continuación se describen los tipos tradicionales de glaciares asociados a sus condiciones de flujo diferencial.

 

 

Los glaciares inactivos. Son los que no tienen o han disminuido sustancialmente su alimentación y sólo persisten por la lenta fusión del hielo. Son relictos y no tienen movimiento. En general se trata de bloques de hielo desgajados de lenguas glaciares en retroceso.

 

Un ejemplo de esto se puede ver en el Glaciar Amalia, donde su brazo meridional ha retrocedido dejando un gran segmento relicto protegido por la ladera sur del Volcán Reclus.

 

Los glaciares pasivos. Son aquellos que fluyen lentamente (velocidades centimétricas por “año”). La evacuación de rocas es dificultosa y sus frentes y la mayor parte de sus superficies están cubiertos de material morrénico. Los glaciares rocosos presentan tasas muy bajas de flujo que pueden asociarse a esta categoría.

 

Un ejemplo interesante es el glaciar rocoso existente en la cumbre del Cerro San Ramón, a pocos kilómetros de la ciudad de Santiago.

 

Los glaciares activos. Son glaciares con velocidades de flujo del hielo cuyos valores van desde decímetros hasta metros por día, lo que asegura la evacuación de rocas y otros materiales morrénicos hacia el frente terminal del glaciar.

 

Los ejemplos más emblemáticos en Chile son sin duda el Glaciar San Rafael en el CHN y el Glaciar Grey en el Campo de Hielo Sur (CHS).

 

Los glaciares galopantes (surging glaciers). Son aquellos que experimentan tasas de flujo un orden de magnitud o más, por encima de las velocidades normales, lo que se produce en forma irregular, cada algunos años, lo que puede deberse a cambios en los perfiles de equilibrio, cantidad de agua subglacial disponible, existencia de lagos subglaciares, entre otras.

 

Un ejemplo bastante estudiado es el Glaciar Pío XI en el CHS, el cual pasó por una fase galopante a comienzos del siglo XX.




Referencias:

Rivera, A. (Encargado de proyecto), Bown, F., Bravo, C., Carrión, D., Casassa, G., Flores, C., López, P., Rada, C., Vivero, S. & P. Zenteno (2009). Estrategia Nacional de Glaciares. SIT Nº 205. Dirección General de Aguas, Ministerio de Obras Públicas, Santiago de Chile. (Incluye los siguientes tomos: Estrategia, Fundamentos, Anexos y Fichas bibliográficas).