Contenidos. Morfología periglaciar. Características 08/10/2009

Transcripción

1 Contenidos Morfología periglaciar Unidad 4 (parte b) El dominio periglacial. Morfología periglacial. Mecanismo del hielo en los suelos y en las rocas. Zonas de congelamiento. Congelamiento estacional y permanente. El permafrost y la capa activa. Procesos criogénicos y formas asociadas. Dominio periglaciar El término periglaciar fue introducido para reemplazar al de circunglaciar, e inicialmente refería a ambientes y zonas circundantes a los grandes casquetes glaciares. Hoy en día se lo utiliza más ampliamente englobando cualquier ambiente regulado por procesos de hielodeshielo. Características Las regiones periglaciales ocupan cerca del 20% de la superficie terrestre Climáticamente corresponden principalmente a las zonas subpolares, especialmente el clima de tundra. Aparece también en altas elevaciones asocidos a climas de alta montaña. Predominio de cambios de fase sólido-líquido del agua Permafrost Ciclos de helada Coberteras nivales 1

2 El permafrost representa un espesor de materiales de la parte superior de la corteza, que ha estado bajo temperaturas negativas durante un largo período de tiempo(entre dos y decenas de miles de años). Esta capa de suelo, salvo una pequeña franjasuperficial, permanece siempre helada; es decir, cementada por hielo, ya que sus espacios intergranularesy discontinuidades están ocupados por agua solidificada. El permafrost puede subdividirse en dos sectores; un nivel superior, la capa activa o mollisuelo; y uno inferior o pergelisuelo. Ambientes periglaciares: zonas de permafrost Ambientes periglaciares: zonas de permafrost En base a su localización geográfica, el permafrost tiene una distribución espacial y espesores muy variados, así como posibles zonas internas no congeladas o talik. Distribución del permafrost y ciclos de helada en el hemisferio norte. 1 permafrost ártico, continuo 2 permafrost subártico discontinuo y permafrost alpino 3 áreas con ciclos de helada estacional 4 zonas con ciclos de helada esporádicos. 2

3 Zonas criogénicas de América del Sur Capa activa y pergelisuelo Zonas de permafrost Zonas de congelamiento estacional regular Zonas de congelamiento de poca duración Figura 10: Estructura general de un suelo de permafrost. Esquema según sus oscilaciones térmicas anuales. Talik: zona no congelada del permafrost; Ti: oscilaciones térmicas de verano, controladas por la radiación incidente ; Tv oscilaciones térmicas de invierno, controladas por la radiación variable. Permafrost Capa Activa La capa activa es una capa superficial poco profunda que se encuentra sujeta al deshielo estival y experimenta las mayores perturbaciones. Su potencia varía desde unos pocos centímetros hasta más de 3 m.(según su localización). La base de la capa activa se conoce como nivel de permafrost; este nivel, aunque en líneas generales se mantiene paralelo a la superficie del suelo, tiende a presentar ondulaciones relacionadas con factores puramente locales. La capa activa mediante los ciclos de fusión-congelación estacional ejerce las acciones periglaciares. Tipo de material(difusión calórica) Condiciones ambientales (equilibrio térmico) 3

4 Esquema del permafrost Ambientes periglaciares: zonas con predominio de ciclos térmicos hielo-deshielo Están vinculadas a zonas con cambios de fase rítmicos que se dan en las aguas superficiales y del suelo. Cuando se produce el congelamiento de esta aguas, aparece un suelo congelado de carácter esporádico(o gelisuelo esporádico) Este tiene una ritmicidad estacional, mensual e incluso diaria. Carece de remanente helado que perdure, al menos, durante un año. Estos ciclos pueden aparecer en cualquier región. Sus características y las del material sometido a ellos regulan su incidencia y la efectividad morfogenética de los mismos. SECUENCIA 1. Congelación de las aguas superficiales 2. Congelación de las aguas del suelo a poca profundidad 3. Congelación de las aguas del subsuelo (percolación, confinadas o semiconfinadas) 4. Generación del un GELISUELO esporádico con una frecuencia de estacional hasta diaria. 4

5 Needle ice growth. Ambientes periglaciares: coberteras nivales Se corresponden con masas de nieve sin compactar o débilmente compactada (no forman hielo policristalino). Produce un efecto protector contra los descensos térmicos que pueden afectar al suelo mientras que para otros fenómenos actúa como como fuente de humedad que posibilita el flujo en los materiales o favorece roturas al aportar agua. En algunas zonas de montaña los tres elementos pueden actuar a la vez, siendo los ciclos de helada los más extendidos. COBERTERA NIVAL 5

6 ACCIONES ELEMENTALES: DINÁMICA HIELO / DESHIELO Los procesos periglaciares tienen su origen en las tensiones ocasionadas por variaciones del volumen y delahumedadenelsueloyenlasrocas. Estas variaciones se producen cuando el agua cambia de estado. Acciones: Acuñamiento Hinchamiento y empuje Desplazamientos en masa Agrietamiento Dinámica de los procesos hielo-deshielo Acuñamiento: Efecto palanca que ejerce el hielo sobre las rocas en sus discontinuidades mayores como diaclasas, foliación o fractura. Esta presión aumenta de forma aproximadamente lineal entre 0ºC y -2ºC, y es aproximadamente constante por debajo de este último valor. A -22ºC, la presión ejercida es del orden de las 22 atmósferas. Ej. Gelifracción o crioclastía 6

7 Dinámica de los procesos hielo-deshielo Segregación de hielo Segregación del hielo: se produce en rocas deleznables de grano fino por la coalescencia del hielo, lo que da lugar a la formación de lentes capaces de crecer y de ejercer una acción de hinchamiento. Este fenómeno es el que produce la elevación del suelo en invierno. Se supone quesolose producecuandolaformacióndelhieloeslenta.laslentesde hielosolo crecen por el aporte de agua líquida que circula por capilaridad entre los granos, y solo se forman cuando la granulometría de los suelos permite la capilaridad. Los limos son los que presentan la característica óptima para este fenómeno. Ej. Hinchamiento y empuje Hinchamiento Dinámica de los procesos hielo-deshielo Desplazamiento de masas: Movimiento de los materiales según la inclinación del terreno, impulsados por su propio peso(autotraslación): Ej. Flujos y reptación(creep) Dinámica de los procesos hielo-deshielo Contraccióntérmica: este fenómenoesmuydébil pordebajodelos0ºcenlasrocassecas,peropuede ser muy importante en las rocas deleznables endurecidas por el hielo que contienen. Un marcado descenso de la temperatura puede producir fisuras denominadas grietas de hielo. Ej. Agrietamiento 7

8 Productos periglaciares: materiales y formas En su mayoría, la erosión periglaciar se limita a remodelar morfologías previas y el transporte no pasa de una removilización, a veces mínima y transitoria; en consecuencia, las acumulaciones originadas en estos procesos no pueden calificarse estrictamente como sedimentos. Debido a lo anterior, los productos derivados de la actividad periglaciar para los procesos exógenos, es decir clasificar a las acciones como erosivas, sedimentarias o mixtas. Pedraza Gilzaenz propone como alternativa para su descripción agruparlos como formaciones superficiales y diferenciarlos según la posición donde se desarrollen en: Formación SOBRE la superficie del suelo Formación EN la superficie del suelo Formación BAJO la superficie del suelo FORMACIONES SOBRE LA SUPERFICIE DEL SUELO Corresponden materiales cuya removilizaciónentra en el contexto de un transporte Se corresponden con materiales que se encuentran en la zona de contacto entre el ambiente atmosférico y el suelo. Responden instantáneamente a las formaciones ambientales y pueden vincularse a otras acciones no periglaciares(glaciares, eólicas, arroyada, gravedad...) Se desarrollan en función de los ciclos de helada. La formación más característica son los derrubios de vertiente que se originan por la fragmentación de la roca mediante crioclasticidad, y que posteriormente caen por gravedad. Forman canchales o pedreras 8

9 Conos de derrubios Taludes son derrubios de vertiente confinados a antiguos circos glaciares cuyo fondo es ocupado en su totalidad con acumulaciones que adoptan morfología de lengua. su desplazamiento se produce por gelisolifluxión ayudada por la presencia de neviza. Glaciares rocosos 9

10 Glaciaresde rocas Northwest Territories, Canada All known rock glaciers are derived either from glacial debris downvalley from an active or inactive glacier, or from avalanche debris, sliderock, or colluvium on a valley wall" Bloom, p. 319 Park Range, CO Ríos de piedra Derrubios ordenados Tapizan las vertientes y son secuencias alternando niveles detríticos pobres en finos y otros ricos en ello que dan al conjunto una apariencia estratificada 10

11 Derrubios ordenados Las aguas de fusión nival lavan los materiales finos Campos de bloques = derrames que tapizan una ladera Loess En determinadas condiciones de periglaciarismo extremo, son frecuentes acciones eólicas con capacidad similar a la de los ambientes áridos cálidos. Los loess son en su mayoría considerados de origen periglaciar. Geoformas fluviales Regímenes fluviales caracterizados por marcados patrones de descarga estacionales y por su elevado nivel de sedimentos en suspensión y de carga de lecho. 11

12 FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO bajo esta denominación se agrupan formas y materiales que han sufrido desiguales procesos de removilización. se localizan en una franja del suelo en contacto parcial con la atmósfera, de manera que los cambios ambientales llegan a ellos mediante flujos subsuperficiales. El agua juega un papel fundamental. La sobresaturación de agua y su difusión generan los siguientes fenómenos: Gelifluxión Reptación Suelos poligonales Levantamientos diferenciales (alineaciones en surcos, suelos alnohadillados, etc.) FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO La sobresaturación de agua y su difusión generan los siguientes fenómenos: Gelifluxión: similar a la solifluxión solo se diferencia en que el agua líquida se debe al deshielo o a la fusión de la nieve. Dinámica de los procesos hielo-deshielo: Desplazamientos en masa reptación FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO Reptación: movimientos generalizados de ladera vinculados al crecimiento de bastoncillos de hielo y a las tensionesrelajaciones producidas por fenómenos de hidratacióndeshidratación en el suelo. 12

13 Needle Ice BASTONCILLO DE HIELO (PIPKRAKE) FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO SUELOS POLIGONALES: resquebrajamientos o agrietamientos del material que forma el suelo Flujos 13

14 FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO Suelos poligonales y levantamiento diferenciales Suelos poligonales del valle Beacon 14

15 Suelos almohadillados Hinchamiento FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO 15

16 FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO Tienen un carácter similar a las desarrolladas en el suelo, y son el reflejo de lo que pasaen el subsuelo. las características de los materiales condicionan el efecto final. las removilizaciones de material son importantes, aunque el movimiento de material es mínimo. FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO Ice Wedge CUÑAS DE HIELO: se deben a segregaciones lineales a través de grietas verticales que se producen por tensiones al aumentar el volumen de agua congelada. 16

17 FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO DEFORMACIONES: son estructuras internas del suelo generadas en tensiones crioclásticas generadas por la penetración del hielo en los materiales o al revés Crioturbación FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO HINCHAMIENTOS: se deben a segregaciones masivas del hielo que se concentra formando lentejones de forma cónica y tamaño diverso. En superficie aparecen montículos cónicos que dan lugar a césped almohadillado y pingos Pingos 17

18 Pingos Image: Charlie Paull 2003 MBARI termokasrt A pingo rises from the Arctic plain in far northern Canada, near Tuktoyaktuk, NWT. Thermokarst 18

19 tors Cuadro Anexo 2: Tipos de montículos o hinchamientos en zonas periglaciares (simplificado a partir de Pollard, 1988). ORIGEN Y FUNCIONAMIENTO OTRAS TIPO DEL AGUA MORFOLOGÍA DENOMINACIONES Sub e intrapermafrost, transferidas Montículo cónico achatado, Pingo de sistema abierto PINGO por gravedad. localizado cerca de los Hidrolacolito sistema abierto Tensiones hidráulicas. fondos del valle o Tipo 1 pendiente, de de altura y Bulgunniakh diámetro de. Montículo de hielo Aguas contenidas en el Montículo cónico, a Tipo de Delta de PINGO suprapermafrost (talik), sobre menudo asimétrico, de de MacKenzie sistema cerrado lagos, canales, ríos, etc. alturay diámetro basal de. Tipo 2 Tensiones hidrostáticas por Pueden aparecer en Colina de tierra, lingor agradación. grupos. sarajuk Aguas del suelo en la capa activa, Pequeño montículo circular Montículo de suelo HIDROLACOLITO generando tensiones hidrostáticas. o elíptico de de alto y de Montículo de turba diámetro. Micro-pingo, pingo invernal Puede aparecer en grupos. Montículo con núcleo de Similar al pingo en hielo pequeñas dimensiones y ambiente estacional. Aguas superficiales recrecidas por Montículo redondeado o Platós de turba PALSA las subterráneas. alargado, con cima plana o Complejo palsa -de turba Presión hidrostática e hidráulica redondeada. Altura de y Palsabog, pals, palse, -mineral unida ala del suelo. longitud de. palsen Se asocia con la materia Colina de turba orgánica del suelo. Bugor Frecuentes en áreas de permaforst discontinuo. Agua del suelo en la capa activa. Pequeñas protuberancias o Thufur, hummock ALMOHADILLADO Crioturbaciones e hinchamientos rugosidades del terreno de Césped almohadillado -de tierra por helada forma cónica, en Protuberancias de barro o -césped agrupaciones. Su altura es turba de y su diámetro de. Aguas subterráneas en el Colina circular alargada, a Pingo estacional, BLISTER suprapermafrost, confinadas por veces lobulada, de de hidrolacolito estacional, ampolla de hielo o recongelación y generando altura y de diámetro. ampolla del suelo, agua tensiones hidrostáticas. montículo de tierra, montículo estacional de hielo, montículo de hielo subterráneo, lacolito de hielo, kotchi, montículo estacional helado Asociados a ríos congelados Montículo de hielo, con una MONTÍCULOS cima lobulada, de de alto y HELADOS unos de longitud. FIN 19