¿cómo estudiamos los glaciares en la...
TRANSCRIPT
¿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
Distribución del agua
en el Planeta
Antártida: 91%
Groenlandia: 8%
Glaciares de Montaña: 1%
25.400.000 Km3
+ 57m al Nivel del Mar
2.600.000 Km3
240.000 Km3
+ 6,5m al Nivel del Mar
+ 0,5m al Nivel del Mar
LCD HD:
~1.000.000
pixels
~90 pixels
¿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.
¿Qué es un glaciar? Cae nieve y se acumula
Fluye hacia
abajo
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
Densidad de la nieve – hielo con la profundidad
Paterson 1994
Líneas de flujo dentro de un glaciar
Distribución del balance de masa LeB. Hooke 2005
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
Clasificación según su
tamaño, forma, áreas de
captación y descarga
Sábana de Hielo Gran extensión de hielo de tamaño continental
Campo de Hielo Gran extensión de hielo menor a 50.000 km2
Imagen MODIS del 10
de Marzo del 2004
Campo de Hielo
Patagónico Norte
~4000 Km2
Campo de Hielo
Patagónico Sur
~12500 Km2
Calota de Hielo Masas de hielo en forma de domo que fluyen en
forma radial
Isla James Ross
Isla Vega
Domos con
flujo radial
Imagen ASTER 08-01-2001
Glaciares de Descarga Glaciares que no tienen definida su cuenca de
captación, y que pueden fluir desde una sábana,
campo o calota de hielo
Imagen Landsat ETM 21-02-2000
Isla Vega
Glaciar Bahía del Diablo
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
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
Corrientes de Hielo Flujo de hielo de mayor velocidad que las masas
vecinas, encontrado en sábanas de hielos
Willians Ice Stream
Imagen RADARSAT
Glaciar de Roca Masa de permafrost en movimiento por la gravedad
(no presenta caracterísitcas de flujo glaciar)
Glaciar de Roca
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.
¿Cómo los estudiamos?
Isla
Vega
Península Antártica
Base
Marambio
Imagen Landsat ETM 21-02-2000
Glaciar Bahía del Diablo
Glaciar Bahía del Diablo
12,9 km2
Base Marambio
60 Km
Bs. As.
3000 Km
Campamento
Glaciar Bahía del Diablo
50m
650m
Balance de Masa
de un Glaciar
Definición: es la diferencia entre todos los aportes y todas
las pérdidas de masa.
Aportes: Nevadas, avalanchas
Pérdidas: Fusión, evaporación, desprendimientos
Las mediciones de aportes y pérdidas se realizan en toda la
superficie del glaciar y a lo largo del año glaciológico.
Bahía del Diablo
Instalación de Balizas Nivométricas
Caldera de Vapor
Balizas de 2m cada una
Caldera de Vapor Caldera de Vapor
Medición de Balizas
Pozo Glaciológico
Se obtienen muestras
de nieve para medir la
densidad de cada capa
para cada año
Zona de Ablación
Zona de Acumulación
Ubicación de balizas nivométricas
Superficie Inicial
Balance de Masa en un punto
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
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
Resultados derivados
Curva típica de balance
en función de la altura
Parámetros muy bien relacionados
con el Balance de Masa
Mediciones para determinar
cambios de elevación
Estación Total Estación Total
Prismas de Reflexión
o Tecnología DGPS RTK
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
Cambios observados
1984
2016
~31 m
Modelos de flujo
Perfil de velocidad
Deslizamiento Deformación
LeB. Hooke 2005
Ley de Glen-Steinemann
de flujo del glaciar
2do Invariante
(función del tensor)
Componentes del tensor de
esfuerzo
26m
Mediciones con Radar de Hielo
Antena receptora
20m
Antena
transmisora 20m
Mediciones con Radar de Hielo
Antena receptora
20m
Antena
transmisora 20m
Espesor del Glaciar
140m
70m
800m
Fondo
Perfil Longitudinal
150m 130m 75m
3600m
La medición de la posición horizontal deriva en la
velocidad anual superficial en cada baliza
137m
~2,5 m/año ~3 m/año ~4 m/año
Velocidad superficial medida
2,33 m/a
70m
0,85 m/a
33m
1,31 m/a
20m
Barreras de Hielo
Barreras de Hielo de la Antártida
Flujo del hielo
Earth Observatory, 2011
Desintegración de una
Barrera de Hielo
Base
Marambio Larsen A
Larsen B
JRI
VI
CPG
Base
Matienzo
Frentes de la Barreras de Hielo Larsen en 1986 y en 2010
Larsen B
Larsen A
JRI
Imagen MODIS 1 de Marzo, 2009
Remanente Larsen B
G H
E
J
S B
E D
B
Témpano de aproximadamente
5.900 km2 10% de la totalidad
de la Barrera
Barrera de Hielo Larsen C
Relevamiento aéreo
de febrero de 2017
48.600 km2
Barrera de Hielo Larsen C
Clima
Estación Meteorológica Automática
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
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.
Balance de Masa de la Antártida según Rignot et al., 2008
Antártida Oriental
-4 ± 61 Gt a-1
Antártida Occidental
-106 ± 60 Gt a-1
Península Antártica
-28 ± 45 Gt a-1
Total: -138 ± 92 Gt a-1, para el año 2000
Antártida Occidental
-47 Gt a-1
Antártida Oriental
+16 Gt a-1
Balance de Masa de la Antártida según Zwally et al., 2011
Total: -31 Gt a-1, para el período 1992-2001, equivalente
a un aumento de 0,1 mm a-1 al nivel medio del mar
Testigos de Hielo
European Project for Ice Coring in Antarctica
(EPICA)
Resultados de EPICA y del Lago Vostok
J. Jouzel et al., 2007
Variabilidad del Clima Antártico durante los últimos
800.000 años
J. Jouzel et al., 2007
Muchas gracias por su atención
¡¡Personal especializado en glaciología!!
“Traten de dejar este mundo en mejores
condiciones de como lo encontraron” Robert Baden-Powell