GEOL 4017: Cap. 12 Prof. Lizzette Rodríguez 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: 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 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/personal/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: 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 Glaciar Valdez http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Grosser_Aletschgletscher_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 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_roadcut-750px.jpg http://abyss.kgs.ku.edu/pls/abyss/pubcat.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/~geol445/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