Cómo estudiamos los glaciares en la Antártida?

Transcripción

1 Cómo estudiamos los glaciares en la Antártida? 30 de Junio de 2017 XVI Jornadas Docentes 2017 Ing. Sebastián Marinsek Jefe del Departamento de Glaciología Instituto Antártico Argentino Dirección Nacional del Antártico

2 Distribución del agua en el Planeta Antártida: 91% Km m al Nivel del Mar Groenlandia: 8% Km 3 + 6,5m al Nivel del Mar LCD HD: ~ pixels Glaciares de Montaña: 1% Km 3 + 0,5m al Nivel del Mar ~90 pixels

3 Qué es un glaciar? Es una masa de hielo que perdura en el tiempo y que fluye debido a la fuerza de la gravedad que acciona sobre la superficie inclinada donde se encuentra El glaciar se deforma y desliza a medida que fluye hacia abajo.

4 Qué es un glaciar? Cae nieve y se acumula Fluye hacia abajo

5 Transformación de la nieve en hielo (a) Modificación de copos de nieve a formas sub-esféricas (b) Sinterización y (c) procesos intermedios: 1 - sublimación, 2 - difusión molecular entre los granos, 3 - agrupación y crecimiento de nuevos granos, 4 deformación interna LeB. Hooke 2005

6 Densidad de la nieve hielo con la profundidad Paterson 1994

7 Líneas de flujo dentro de un glaciar Distribución del balance de masa LeB. Hooke 2005

8 Esfuerzos dentro del glaciar Ilustración esquemática de los esfuerzos internos a lo largo del camino de una partícula dentro de una sábana de hielo. Paterson 1994

9 Clasificación según su tamaño, forma, áreas de captación y descarga

10 Sábana de Hielo Gran extensión de hielo de tamaño continental

11 Campo de Hielo Gran extensión de hielo menor a km 2 Campo de Hielo Patagónico Norte ~4000 Km 2 Campo de Hielo Patagónico Sur ~12500 Km 2 Imagen MODIS del 10 de Marzo del 2004

12 Calota de Hielo Masas de hielo en forma de domo que fluyen en forma radial Isla Vega Isla James Ross Domos con flujo radial Imagen ASTER

13 Glaciares de Descarga Glaciares que no tienen definida su cuenca de captación, y que pueden fluir desde una sábana, campo o calota de hielo Isla Vega Glaciar Bahía del Diablo Imagen Landsat ETM

14 Glaciares de Valle y de Montaña Glaciares que tienen bien definida el área de acumulación, ya sea en un valle o en una ladera de montaña

15 Barrera de Hielo Masa de hielo flotante de espesor considerable alimentado por glaciares, crece por acumulación en su superficie o por congelamiento en la base

16 Corrientes de Hielo Flujo de hielo de mayor velocidad que las masas vecinas, encontrado en sábanas de hielos Willians Ice Stream Imagen RADARSAT

17 Glaciar de Roca Masa de permafrost en movimiento por la gravedad (no presenta caracterísitcas de flujo glaciar) Glaciar de Roca

18 Clasificación según la distribución de temperatura Frío: todo el hielo está por debajo de la temperatura de fusión sólo la base alcanza el punto de fusión Politermal: una capa de pequeño espesor en la base se encuentra en el punto de fusión Temperado: todo el hielo se encuentra en el punto de fusión excepto por una capa superficial de unos 15m de espesor, sujeta a variaciones estacionales de temperatura.

19 Cómo los estudiamos?

20 Península Antártica Isla Vega Base Marambio

21 Glaciar Bahía del Diablo Campamento Bs. As Km Glaciar Bahía del Diablo 12,9 km 2 Base Marambio 60 Km Imagen Landsat ETM

22 Glaciar Bahía del Diablo 650m 50m

23 Balance de Masa de un Glaciar Definición: Aportes: Pérdidas: es la diferencia entre todos los aportes y todas las pérdidas de masa. Nevadas, avalanchas Bahía del Diablo Fusión, evaporación, desprendimientos Las mediciones de aportes y pérdidas se realizan en toda la superficie del glaciar y a lo largo del año glaciológico.

24 Instalación de Balizas Nivométricas Balizas de 2m cada una Caldera de Vapor

25 Medición de Balizas

26 Pozo Glaciológico Se obtienen muestras de nieve para medir la densidad de cada capa para cada año

27 Ubicación de balizas nivométricas Zona de Ablación Zona de Acumulación

28 Balance de Masa en un punto Superficie Inicial Nevada del Invierno Siguiente Superficie del Verano Siguiente El balance neto puntual se calcula con el cambio de altura de la superficie del hielo y la densidad de la capa de nieve sobre él

29 Resultados El resultado del balance de masa se obtiene integrando los datos puntuales en un valor equivalente en agua para poder compararlo con resultados anteriores y con otros glaciares

30 Resultados derivados Curva típica de balance en función de la altura Parámetros muy bien relacionados con el Balance de Masa

31 Mediciones para determinar cambios de elevación Estación Total Prismas de Reflexión o Tecnología DGPS RTK

32 Mediciones DGPS en balizas La medición de la posición horizontal se utiliza para determinar la velocidad anual en la baliza Las mediciones verticales en cada baliza permiten determinar cambios de elevación en puntos de referencia y control

33 Cambios observados 1984 ~31 m 2016

34 Modelos de flujo

35 Perfil de velocidad Ley de Glen-Steinemann de flujo del glaciar 2do Invariante (función del tensor) Componentes del tensor de esfuerzo Deformación Deslizamiento LeB. Hooke 2005

36 Mediciones con Radar de Hielo Antena transmisora 20m 26m Antena receptora 20m

37 Mediciones con Radar de Hielo Antena receptora 20m Antena transmisora 20m

38 Espesor del Glaciar 70m 800m Fondo 140m

39 Perfil Longitudinal La medición de la posición horizontal deriva en la velocidad anual superficial en cada baliza ~2,5 m/año ~3 m/año ~4 m/año 75m 130m 137m 150m 3600m

40 Velocidad superficial medida 0,85 m/a 33m 2,33 m/a 70m 1,31 m/a 20m

41 Barreras de Hielo

42 Barreras de Hielo de la Antártida

43 Flujo del hielo Earth Observatory, 2011

44 Desintegración de una Barrera de Hielo

45 Frentes de la Barreras de Hielo Larsen en 1986 y en 2010 VI CPG JRI Larsen A Base Marambio Larsen B Base Matienzo

46 E D B S B JRI Larsen A G H E J Larsen B Remanente Larsen B Imagen MODIS 1 de Marzo, 2009

47 Barrera de Hielo Larsen C Témpano de Relevamiento aproximadamente aéreo km 2 10% de febrero de la totalidad de 2017 de la Barrera km 2

48 Barrera de Hielo Larsen C

49 Clima

50 Estación Meteorológica Automática

51 Temperaturas Decádicas Medias registradas en las estaciones meteorológicas de las bases antárticas argentinas Marcada tendencia a lo largo de la península, más pronunciada hacia el sur

52 Últimos años en la región Muy baja precipitación annual! Plano de un avión que se estrelló 1960 aparece luego de 50 años cerca de la Base Esperanza. El Balance de Masa del Glaciar Bahía de Diablo fue el más negativo de la serie de 17 años. La precipitación en la región cercana al glaciar fue 200 mm menor que la media annual.

53 Balance de Masa de la Antártida según Rignot et al., 2008 Península Antártica -28 ± 45 Gt a -1 Antártida Oriental -4 ± 61 Gt a -1 Antártida Occidental -106 ± 60 Gt a -1 Total: -138 ± 92 Gt a -1, para el año 2000

54 Balance de Masa de la Antártida según Zwally et al., 2011 Antártida Oriental +16 Gt a -1 Antártida Occidental -47 Gt a -1 Total: -31 Gt a -1, para el período , equivalente a un aumento de 0,1 mm a-1 al nivel medio del mar

55 Testigos de Hielo

56 European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA)

57 Resultados de EPICA y del Lago Vostok J. Jouzel et al., 2007

58 Variabilidad del Clima Antártico durante los últimos años J. Jouzel et al., 2007

59 Muchas gracias por su atención

60 Personal especializado en glaciología!! Traten de dejar este mundo en mejores condiciones de como lo encontraron Robert Baden-Powell