El dominio periglacial. Morfología...
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Morfología periglaciar
Unidad 4 (parte b)
Contenidos
• 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 hielo-deshielo.
Características• Las regiones periglaciales ocupan cerca del 20%
de la superficie terrestre• Climáticamente corresponden principalmente a
las zonas subpolares, especialmente el clima detundra.
• Aparece también en altas elevaciones asocidos aclimas de alta montaña.
• Predominio de cambios de fase sólido-líquido delagua– Permafrost– Ciclos de helada– Coberteras nivales
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Ambientes periglaciares:zonas de permafrost
•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 pequeñafranja superficial, permanece siempre
helada; es decir, “cementada por
hielo”, ya que sus espacios
intergranulares y 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
• 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.
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Zonas de permafrost
Zonas de congelamiento estacional regular
Zonas de congelamiento de poca duración
Zonas criogénicas de América del Sur
Capa activa y pergelisuelo
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”.
PermafrostCapa Activa
• La capa activa es una capa superficial poco profunda quese encuentra sujeta al deshielo estival y experimenta lasmayores perturbaciones.
• Su potencia varía desde unos pocos centímetros hasta másde 3 m. (según su localización).
• La base de la capa activa se conoce como nivel depermafrost; este nivel, aunque en líneas generales semantiene paralelo a la superficie del suelo, tiende apresentar ondulaciones relacionadas con factorespuramente locales.
• La capa activa mediante los ciclos de fusión-congelaciónestacional ejerce las acciones periglaciares.– Tipo de material (difusión calórica)– Condiciones ambientales (equilibrio térmico)
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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 aguassuperficiales y del suelo.
• Cuando se produce el congelamiento de esta aguas, aparece un suelo congelado decarácter esporádico (o gelisuelo esporádico)
• Este tiene una ritmicidad estacional, mensual e incluso diaria. Carece de remanentehelado 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 laefectividad 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.
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Needle ice growth.
Ambientes periglaciares:coberteras nivales
• Se corresponden con masas de nieve sin compactar odébilmente compactada (no forman hielopolicristalino).
• Produce un efecto protector contra los descensostérmicos que pueden afectar al suelo mientras quepara otros fenómenos actúa como como fuente dehumedad que posibilita el flujo en los materiales ofavorece roturas al aportar agua.
• En algunas zonas de montaña los tres elementospueden actuar a la vez , siendo los ciclos de helada losmás extendidos.
COBERTERA NIVAL
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ACCIONES ELEMENTALES: DINÁMICA HIELO / DESHIELO
• Los procesos periglaciares tienen su origen en lastensiones ocasionadas por variaciones del volumen yde la humedad en el suelo y en las rocas.
• Estas variaciones se producen cuando el agua cambiade 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 esaproximadamente constante por debajo de este último valor. A -22ºC, la presión ejercida esdel orden de las 22 atmósferas.
– Ej. Gelifracción o crioclastía
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Dinámica de los procesos hielo-deshielo• 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 dehinchamiento. Este fenómeno es el que produce la elevación del suelo en invierno. Se suponeque solo se produce cuando la formación del hielo es lenta. Las lentes de hielo solo crecen por elaporte de agua líquida que circula por capilaridad entre los granos, y solo se forman cuando lagranulometría de los suelos permite la capilaridad. Los limos son los que presentan lacaracterística óptima para este fenómeno.
– Ej. Hinchamiento y empuje
Hinchamiento
Segregación de hielo
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• Contracción térmica: este fenómeno es muy débil por debajo de los 0ºC en las rocas secas, pero puede
ser muy importante en las rocas deleznables endurecidas por el hielo que contienen. Un marcadodescenso de la temperatura puede producir fisuras denominadas grietas de hielo.
– Ej. Agrietamiento
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Productos periglaciares: materiales y formas
• En su mayoría, la erosión periglaciar se limita a“remodelar” morfologías previas y el transporte no pasa deuna removilización, a veces mínima y transitoria; enconsecuencia, las acumulaciones originadas en estosprocesos no pueden calificarse estrictamente comosedimentos.
• Debido a lo anterior, los productos derivados de la actividadperiglaciar para los procesos exógenos, es decir clasificar alas acciones como erosivas, sedimentarias o mixtas.
• Pedraza Gilzaenz propone como alternativa para sudescripción agruparlos como formaciones superficiales ydiferenciarlos 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 removilización entra 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
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Conos de derrubiosTaludes
Glaciares rocosos• son derrubios de vertiente
confinados a antiguos circosglaciares cuyo fondo esocupado en su totalidadcon acumulaciones queadoptan morfología delengua. su desplazamientose produce porgelisolifluxión ayudada porla presencia de neviza.
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Glaciares de rocas
Northwest Territories, CanadaNorthwest Territories, Canada
Park Range, COPark Range, CO
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
Ríos de piedraDerrubios 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
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Derrubios ordenados• Las aguas de fusión nival lavan los materiales finos
Campos de bloques = derrames quetapizan una ladera
Loess• En determinadas condiciones de periglaciarismo extremo, son
frecuentes acciones eólicas con capacidad similar a la de losambientes áridos cálidos.
• Los loess son en su mayoría considerados de origenperiglaciar.
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.
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FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO
• bajo esta denominación se agrupan formas y materialesque han sufrido desiguales procesos de removilización.
• se localizan en una franja del suelo en contacto parcial conla atmósfera, de manera que los cambios ambientalesllegan a ellos mediante flujos subsuperficiales. El aguajuega un papel fundamental.
• La sobresaturación de agua y su difusión generan lossiguientes 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 difusióngeneran 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 lanieve.
Dinámica de los procesos hielo-deshielo: Desplazamientos en masa
• reptación
FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO
Reptación: movimientos generalizados de ladera vinculados alcrecimiento de bastoncillos de hielo y a las tensiones-relajaciones producidas por fenómenos de hidratación-
deshidratación en el suelo.
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Needle Ice
BASTONCILLO DE HIELO (PIPKRAKE)
Flujos
FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO
• SUELOS POLIGONALES: resquebrajamientos oagrietamientos del material que forma el suelo
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FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO Suelos poligonales y levantamiento diferenciales
Suelos poligonales del valle Beacon
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Suelos almohadillados Hinchamiento
FORMACIONES EN LA SUPERFICIE DEL SUELO
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FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO
• Tienen un carácter similar a las desarrolladas en el suelo, yson el reflejo de lo que pasa en el subsuelo. las característicasde los materiales condicionan el efecto final. lasremovilizaciones de material son importantes, aunque elmovimiento de material es mínimo.
FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO
• CUÑAS DE HIELO: se deben a segregaciones lineales a travésde grietas verticales que se producen por tensiones alaumentar el volumen de agua congelada.
Ice WedgeIce Wedge
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FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO
• DEFORMACIONES: son estructuras internas del suelogeneradas en tensiones crioclásticas generadas por lapenetración del hielo en los materiales o al revés
Crioturbación
FORMACIONES BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO
• HINCHAMIENTOS: se deben a segregaciones masivas del hielo quese concentra formando lentejones de forma cónica y tamañodiverso. En superficie aparecen montículos cónicos que dan lugar acésped almohadillado y pingos
Pingos
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Pingos
A pingo rises from the Arctic plain in far northern Canada, near Tuktoyaktuk, NWT.
Image: Charlie Paull © 2003 MBARI
http://gsc.nrcan.gc.ca/permafrost/index_e.php
termokasrt
Thermokarsthttp://ougseurope.org/rockon/surface/thermokarst.asphttp://ougseurope.org/rockon/surface/thermokarst.asp
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torsTIPO
ORIGEN Y FUNCIONAMIENTO DEL AGUA MORFOLOGÍA
OTRAS DENOMINACIONES
PINGOsistema abierto
Sub e intrapermafrost, transferidas
por gravedad.
Tensiones hidráulicas.
Montículo cónico achatado,
localizado cerca de los
fondos del valle o
pendiente, de de altura y
diámetro de .
Pingo de sistema abierto
Hidrolacolito
Tipo 1
Bulgunniakh
Montículo de hielo
PINGOsistema cerrado
Aguas contenidas en el
suprapermafrost (talik), sobre
lagos, canales, ríos, etc.
Tensiones hidrostáticas por
agradación.
Montículo cónico, a
menudo asimétrico, de de
altura y diámetro basal de .
Pueden aparecer en
grupos.
Tipo de Delta de
MacKenzie
Tipo 2
Colina de tierra, lingor
sarajuk
HIDROLACOLITOAguas del suelo en la capa activa,
generando tensiones hidrostáticas.
Pequeño montículo circular
o elíptico de de alto y dediámetro.
Puede aparecer en grupos.
Similar al pingo en
pequeñas dimensiones y
ambiente estacional.
Montículo de suelo
Montículo de turba
Micro-pingo, pingo invernal
Montículo con núcleo de
hielo
PALSA-de turba
-mineral
Aguas superficiales recrecidas por
las subterráneas.
Presión hidrostática e hidráulica
unida ala del suelo.
Montículo redondeado o
alargado, con cima plana o
redondeada. Altura de y
longitud de .
Se asocia con la materia
orgánica del suelo.
Frecuentes en áreas de
permaforst discontinuo.
Platós de turba
Complejo palsa
Palsabog, pals, palse,
palsen
Colina de turba
Bugor
ALMOHADILLADO-de tierra
-césped
Agua del suelo en la capa activa.
Crioturbaciones e hinchamientospor helada
Pequeñas protuberancias o
rugosidades del terreno de
forma cónica, en
agrupaciones. Su altura es
de y su diámetro de .
Thufur, hummock
Césped almohadillado
Protuberancias de barro o
turba
BLISTERampolla de hielo o
agua
Aguas subterráneas en el
suprapermafrost, confinadas por
recongelación y generando
tensiones hidrostáticas.
Colina circular alargada, a
veces lobulada, de de
altura y de diámetro.
Pingo estacional,
hidrolacolito estacional,
ampolla del suelo,
montículo de tierra,
montículo estacional de
hielo, montículo de hielo
subterráneo, lacolito de
hielo, kotchi, montículo
estacional helado
MONTÍCULOS HELADOS
Asociados a ríos congelados Montículo de hielo, con una
cima lobulada, de de alto yunos de longitud.
Cuadro Anexo 2: Tipos de montículos o hinchamientos en zonas periglaciares (simplificado a partir de Pollard, 1988).
FIN