procesos glaciares geol 4017: cap. 12 prof. lizzette rodríguez

Procesos glaciaresProcesos glaciares

GEOL 4017: Cap. 12 Prof. Lizzette Rodríguez

IntroduccionIntroduccion

•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 glaciarFormacion 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 Conversion de nieve recien caida en hielo glaciar cristalino caida en hielo glaciar cristalino

y densoy denso

Movimiento glaciarMovimiento 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 Linea de nieves perpetuas separa zonas de acumulacion y ablacion – zonas de acumulacion y ablacion –

equilibrio entre zonas controla equilibrio entre zonas controla movimientomovimiento

Grietas formadas cuando glaciar atraviesa terreno irregular

Rompimiento en grandes pedazos de hielo

Animacion:Animacion:Flujo de hielo en glaciarFlujo de hielo en glaciar

Cont. Movimiento glaciarCont. 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

Acercamiento de chatter marks, Mt. Sirius, Antarctica. Tapa de lente–5 cm

http://nsidc.org/cgi-bin/words/topic.pl?glaciers

Estriaciones paralelas en roca

sedimentaria


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


• 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 2 tipos de de

movimiemovimiento del nto del glaciarglaciar

Grietas en superficie Grietas en superficie quebradiza: Glaciar Perito quebradiza: Glaciar Perito

Moreno, ArgentinaMoreno, Argentina

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Argentina-Perito_Moreno-Glacier.jpg

Grietas transversales y Grietas transversales y radiales, Nisqually Glacier radiales, Nisqually Glacier Mount Rainier, WashingtonMount Rainier, Washington

http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/morphology2/crevasse.htm

Grieta Grieta longitudinallongitudinal

http://www.uaf.edu/water/faculty/nolan/personal/McCall/mccall_may2003_travel.htm

Grietas longitudinales, chevron Grietas longitudinales, chevron y transversales – North y transversales – North

Cascades, WACascades, WA


• 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. 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 glaciaresTipos 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 glaciaresCont. Tipos de glaciares• Clasificacion morfologicaClasificacion morfologica: Controlada por la

relacion entre hielo glaciar y topografia. Se clasifican de acuerdo al tamano, forma y modo en que ocurren en:

1)1) Glaciares de valle o alpinosGlaciares 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

http://library.thinkquest.org/5280/

alpine_glaciers.htm

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Grosser_Aletschgletscher_3178.JPG

Glaciar Aletsch,Suiza

Glaciar Valdez

Ej. Circo glaciarEj. Circo glaciarFairweather Range, Alaska

U.S.G.S. photo by Bruce Molnia

Ej. Circo glaciarEj. Circo glaciar

Cont. Clasificacion Cont. Clasificacion morfologicamorfologica

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 MalaspinaGlaciar Malaspina: formado en : formado en realidad por union de varios realidad por union de varios

glaciares alpinosglaciares alpinos

Aggasiz Seward

Imagenes - Glaciar Imagenes - Glaciar MalaspinaMalaspina

http://www.nps.gov/archive/wrst/virtualtour/malaspinaglacier.htm

Cont. Clasificacion Cont. Clasificacion morfologicamorfologica

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 Glaciares continentales de casquetecasquete

Ice cap – Vantnajukull, Islandia Ice cap – Vantnajukull, Islandia (e(erupcion en 1996 a traves de glaciar-rupcion en 1996 a traves de glaciar-

grandes inundaciones)grandes inundaciones)

Cont. Tipos de glaciaresCont. 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:Animacion:Balance de masaBalance de masa

Erosion glaciarErosion 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)

EstriacionesEstriaciones

Superficie de roca pulida por abrasion glaciar – en las partes menos brillantes, se ha destruido lo pulido por erosion posglaciar

Cont. Erosion glaciarCont. 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 glaciarCont. 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 Parque Yosemite – Yosemite – pendiente pendiente

suave suave experimenexperimen

to to abrasion y abrasion y

el lado el lado mas mas

empinado empinado experimenexperimen

to to arranquearranque

Animacion:Animacion:PluckingPlucking

Transportacion y deposicion glaciarTransportacion 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 deposicionCont. 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 tillGlacial 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 deposicionCont. Transportacion y deposicion

•Cont. Deposicion de material– Se encuentran depositos cuya fuente esta

muy distante: bloques erraticosbloques erraticos llevados por glaciares (no corresponden al bedrock o estan separados del bedrock por depositos glaciares)

– Glacial driftGlacial 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 Bloques erraticoserraticos

http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/depland1/Erratics1.htm

Sedimentos glaciares no Sedimentos glaciares no estratificados y de pobre estratificados y de pobre

seleccion – Diamictonsseleccion – 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. DiamictonsCont. 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 Algunos ejemplos de ejemplos de

tilltill

Derivado de bedrock pizarroso (slaty), Mainehttp://w3.salemstate.edu/~lhanson/gls210/

gls210_glaciers.htm

http://w3.salemstate.edu/~lhanson/gls210/gls210_glaciers.htmhttp://earthweb.ess.washington.edu/lnk/epic/Geologic/Icesheets1/pages/13.EP_0025_DE_IG_13.htm

Suecia

Sedimentos glaciares Sedimentos glaciares estratificados y bien estratificados y bien

seleccionadosseleccionados• Depositos glaciofluviales – sedimentos

depositados de corrientes de agua de fusion de glaciar (meltwater streams)– Tambien se conoce como glacial outwashglacial 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 Cont. Sedimentos glaciares estratificados y bien estratificados y bien

seleccionadosseleccionados• 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 varvesvarves, que se cree representan deposicion anual

http://atlas.nrcan.gc.ca/site/english/maps/environment/land/varves.jpg/image_view


seleccionadosseleccionados

• 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

Porcion sur de Fm. Green River shale, Utah:Porcion sur de Fm. Green River shale, Utah:~600 m (2000’) de sedimentos lacustrinos ~600 m (2000’) de sedimentos lacustrinos

antiguos,antiguos,6000 anos crearan ~1 m (3’) de sedimentos, 6000 anos crearan ~1 m (3’) de sedimentos,

sobre la altura de las vacas.sobre la altura de las vacas.

http://www.indiana.edu/~ensiweb/lessons/varves.html

Photo by Kevin Delaney


seleccionadosseleccionados

• 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


seleccionadosseleccionados• Cont. Depositos glacioeolios

– Sedimento glacioeolio mas dispersado es el loessloess – 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 HungriaLoess en Hungria::ha viajado por el viento desde ha viajado por el viento desde

AsiaAsia

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

procesos glaciares geol 4017: cap. 12 prof. lizzette rodríguez

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