Hielos de Todas Formas y Tamaños Existen muchos tipos distintos de masa de hielo, la mayoría de ellas distinguidas por su tamaño: Capas de Hielo y Casquetes Domos de hielo Corrientes de Hielo y Glaciares Emergentes Balcones de Hielo Glaciares de Valle Lenguas de Hielo Témpanos o Icebergs Hielo Marino El sistema de hielo incluye capas de hielo de lento movimiento, corrientes de hielo de flujo rápido, y balcones de hielo flotantes que se quiebran para formar témpanos (modificado de Alley, 1990)   Capas de Hielo y Casquetes Las capas de hielo y los casquetes son las acumulaciones de hielo más grandes; las capas de hielo (ice sheets) son más grandes que los casquetes (ice caps). Ambos cubren totalmente la topografía debajo de ellos y está compuesto de domos de hielo, lomadas, y glaciares de desagüe (outlet glaciers).Gigantescas capas de hielo cubrieron gran parte de Norteamérica, Europa del Norte, y Asia durante las “Edades de Hielo” del pasado geológico reciente. Actualmente, las capas de hielo cubren Groenlandia y la Antártica. La capa de hielo de la Antártida está dividida en dos partes, la Capa de Hielo Oriental (10 millones de kilómetros cuadrados), y la Capa Occidental (2 millones de km2). La Capa oriental alcanza un espesor de hasta cuatro kilómetros de espesor. Fotografía de la Capa de Hielo Oriental. Sólo los picos de las Montañas Transantárticas sobresalen a través de esta espesa capa de hielo. (Foto cortesía de John B. Anderson, Universidad Rice.) Mapas de las dos Capas de Hielo de la Antártica y de la Capa de hielo de Groenlandia. Las capas de hielo cubren la forma de la tierra debajo de ellas. (Groenlandia modificada de Stanley, 1989; Antártica de surgen y John, 1982) Las capas de hielo es dividen en dos tipos, capas de hielo con base en tierra, y con base en el mar. El fondo de una capa de hielo basada en tierra yace casi siempre por encima del nivel del mar. La Capa de Hielo Oriental de la Antártida es un ejemplo. En contraste, la mayor parte del fondo de las capas de hielo del lado Occidental está por debajo del nivel del mar; en algunos lugares, a 2000 metros por debajo del nivel del mar! La Capa Occidental de Hielo Antártico es una capa de hielo con base marina. El por qué la diferencia entre los dos tipos de capas de hielo es importante se explicará más adelante. Corte transversal de las Capas de Hielo Oriental y Occidental de la Antártica. La capa oriental se asienta sobre roca sólida cerca de, o por encima del nivel del mar. La base de la capa occidental se asienta sobre tierra por debajo del nivel del mar. (Modificado de Bentley, 1964)   Domos de Hielos Los domos de hielo son áreas de movimiento lento de acumulación en una capa de hielo. Son groseramente de forma simétrica en su planta y con forma de cúpula o domo en corte transversal. El hielo fluye radialmente desde el centro del domo. Una capa de hielo puede contener varios domos de hielo. Vista de la costa de la Capa de hielo Oriental con un domo elevándose en el fondo. (Foto cortesía de Eugene Domack, College)   Corrientes de Hielo / Glaciar de Desagüe o Emergente: Las corrientes de hielo y los glaciares de salida son las partes que se mueven más rápido en las capas de hielo. Son conductos de hielo que fluyen con rapidez que se forman en regiones de flujo convergente de capas de hielo. Si las corrientes de hielo están separadas por topografía expuesta, tales como la división de una montaña, las corrientes son llamadas “glaciares de desagüe o salida”. Si las corrientes de hielo no están separadas por la topografía, pero sus bordes se tocan, son llamadas “corrientes de hielo.” Las corrientes de hielo y los glaciares de desagüe mueven al hielo alejándolo de los domos de hielo a tasas de entre 100 y 3500 metros por año. Usualmente tienen menos de 1000 metros de espesor. Glaciar de Desagüe. (Foto cortesía de la National Science Foundation)   Balcones o Barreras de Hielo Un balcón o “barrera” de hielo (ice shelf) es una masa de hielo flotante que está pegada a la costa a lo largo de por lo menos uno de sus lados. Otros tipos de glaciares están fijos a tierra; sus bases están en contacto con el fondo. Los balcones de hielo no están en contacto con el fondo, sino que flotan por encima de éste. La línea de fundación o cimiento es el punto en donde la capa de hielo deja de estar ligada con el fondo y comienza a flotar. La Barrera de Hielos Ross en la Antártica es hoy la barrera o balcón de hielo más grande; tiene el tamaño del estado de Texas! La Barrera de Hielo de Ross está alimentada por corrientes de hielo. Las barreras son mantenidas por la caída de nieve sobre la parte superior de la barrera y el agua que se congela en su parte inferior. (Foto cortesía de John Anderson, Rice University) Trozos de la barrera o balcón pueden desprenderse (calve para formar témpanos o icebergs. A diferencia de los glaciares de valle o de los glaciares de desagüe, los témpanos de las barreras son generalmente muy grandes, y chatos en su parte superior. Por lo usual son más limpios que los témpanos formados a partir de los glaciares de valle; la mayor parte de los residuos que portan los hielos en movimiento son descargados en la línea de cimentación, y no hay montañas sobresaliendo del balcón. Los barcos en las aguas de la Antártida tratan de mantenerse apartados del borde de las barreras. La caída de un trozo de hielo (calving) sobre la proa del barco podría desbaratar cualquier plan de crucero. Témpano de superficie plana desprendido de la barrera de arriba a la derecha. (Fotografía por S. Shipp, de Rice University.)   Glaciares de Valle El hielo que fluye a través de un valle forma un “glaciar de valle.” Comúnmente son empinados, y entre 10 a 30 kilómetros de largo. Algunos alcanzan largos de más 100 kilómetros! Los glaciares de valle cavan una base que se parece a un largo tubo con forma de U. Glaciar de valle fluyendo a través de las montañas de Alaska. (Foto cortesía de John Anderson, Rice University) Los glaciares de valle se unen progresivamente a otros glaciares de valle más grandes, formando una red similar a un sistema tributario de corrientes (árbol). A causa de las laderas sobresalientes de las montañas, los glaciares de valle suelen contener gran cantidad de residuos de rocas. Dos más pequeños glaciares de valle uniéndose a un tercero más grande en Alaska. (Foto cortesía de Eugene Domack, Hamilton College) Cuando los glaciares de valle llegan al mar o a un lago, se pueden romper grandes pedazos (calve) y formar témpanos. Por lo general, estas piezas tiene forma irregular y contienen cantidad de material de roca. Témpano irregular desprendido de un glaciar de valle. Este témpano en particular está muy sucio!   Lenguas de hielo El hielo drenado de las capas de hielo a través de glaciares de desagües, corrientes de hielo, glaciares de valle, pueden extenderse, flotando, dentro del mar. Estas extensiones hacia dentro del mar son llamadas lenguas de hielo. Las lenguas de hielo pueden cambiar de forma y tamaño con rapidez. Eventualmente, la lengua puede hacerse demasiado larga. Las maras, olas y tormentas eventualmente debilitan la unión entre la lengua y el sistema de drenaje. La lengua, o trozo de ésta, se quebrará y flotará en el mar como un témpano de forma irregular. La Lengua de hielo Drygalski es la lengua de hielo más grande del Mar de Ross. Tiene 70 kilómteros de largo y 20 kilómetros de ancho y drena al Glaciar David. Esta lengua de hielo es lo bastante grande para aparecer en mapas del continente Antártico! La lengua de Hielo Drygalski ha estado creciendo en dirección al mar a 150 a 900 metros por años durante las últimas varias décadas. Vista aérea de la lengua de hielo Drygalski flotando en el océano. Parches de hielo más delgado rodean a la lengua de hielo. (Foto cortesía de Eugene Domack, Hamilton College) Cambios en las lenguas de hielo Mertz y Ninnis Las lenguas de hielo Mertz y Ninnis están localizadas en en la costa de la tierra de Wilkes. Ambas lenguas de hielo estuvieron cerca de tierra entre 1914 y 1958, y luego crecieron varios kilómetros entre 1958 y 1979.   Témpanos Los témpanos son piezas de hielo flotante que se desprenden (o “calve”) de los balcones o barreras de hielo, glaciares de desagüe, corrientes de hielo, y glaciares de valle, y lenguas de hielo. Piense en un témpano como un gigantesco cubito de hielo! La forma y el tamaño de estos cubos de hielo varía tremendamente. En la Antártida, la ablación ocurre casi enteramente por la formación de los témpanos. Fotografías de témpanos, cortesía de John B. Anderson, Rice University. Las barreras o balcones de hielo producen al 60% de los témpanos! También producen algunos de los témpanos más grandes. Los témpanos desprendidos de las barreras son de forma tabular y de cientos de kilómetros en superficie. Un témpano, del tamaño de Bélgica fue avistado en 1956! El témpano B-9, desprendido de la Barrera de Ross en 1987, tenía casi el doble del tamaño del estado de Rhode Island! Viajó aproximadamente un kilómetro por día hasta que se quebró en varios témpanos más pequeños. Témpano tabular en el Mar de Ross. Enormes témpanos, planos en su parte superior, desprenden de las barreras de hielo, y no de los glaciares de desagüe o corrientes de hielo. Los témpanos de las barreras de hielo son muy limpios. La mayor parte de los residuos de rocas transportados por el hielo son descargados cerca de la línea de cimentación, a cientos de kilómetros en dirección a tierra de donde el hielo alcanza al mar. Los témpanos son formados por este tipo de hielo limpio del borde de las barreras. Los témpanos de los glaciares de desagüe, las corrientes de hielo, y de los glaciares de valle pueden llevar gran cantidad de escombros o residuos de rocas a medida de que se mueve. Cuando el hielo llega al mar o a un lago, se rompe en témpanos que siguen portando los escombros. Estos témpanos transportan los escombros a lo largo de su ruta de viaje y van liberando lentamente el material a medida de que se derriten. Este material son escombros “balseados” por el hielo. Témpanos de forma irregular en la región de la Península Antártica. Este témpano contiene sedimentos que será liberado a medida que se derrita. Foto cortesía de John B. Anderson, Rice University El perfil de un témpano indica aproximadamente la profundidad a la que está la base. La popular regla de que aproximadamente nueve décimas partes del témpano están sumergidas funciona! Las grandes barreras de hielo producen témpanos tabulares (de forma de mesa) con profundidades de más de 300 metros. Las imágenes del fondo del mar de las áreas de menor profundidad alrededor de la Antártida muestran profundas marcas señalando el lugar donde los témpanos se han zambullido en el fondo del suelo marino. Esto probablemente no es una agradable experiencia para las criaturas que viven en el fondo del mar”. Imagen batimétrica de surcos de deriva en el fondo del mar, cortados por témpanos. La profundidad del mar es allí de 450 metros. Estos fueron témpanos gigantes! El movimiento de deriva de los témpanos alrededor y alejándose de la Antártida, está controlada por la cobertura de hielo del mar, profundidad de la barrera, velocidad y dirección del viento, corrientes de superficie, y el tamaño y calado del témpano. La Deriva del Viento del Este empuja a los témpanos alrededor del continente. Su movimiento es lento. De vez en cuando los témpanos se atascan en áreas de poca profundidad. Por lo general, los témpanos viajan a velocidades de menos de un metro por segundo, o 3,6 km por hora. Muchos témpanos más grandes viajan alrededor del continente y termina atrapados en el giro en el sentido del reloj del Mar de Weddell. A menudo los témpanos quedan atascados en el hielo marino donde se encuentran las barreras Ronne y Filchner. La concentración de témpanos en el Mar de Weddell forma un “corredor de témpanos” a lo largo de la costa oriental de la Península Antártica. Ruta de viaje de los témpanos alrededor del continente. Muchos quedan atrapados en el “Corredor de Témpanos” La cantidad y tamaño de los témpanos se hace menor a medida que se alejan de la Antártida. Muy pocos témpanos son dejado apenas al norte de la Divergencia Antártica. Las olas, tormentas, y las aguas más cálidas hacen lentamente su cosecha. Los barcos Maniobran en Aguas con Témpanos Los barcos tratan de hacer contacto con los témpanos, especialmente con los más grandes! Los témpanos, bajo el control del viento y las corrientes, tienen sus propias ideas, y siempre llevarán las de ganara en una confrontación con un barco. Las rutas de navegación de los barcos a menudo muestran grandes desvíos, no planeados, de la recta ruta original. En breve, los témpanos no se harán a un lado, de modo que es mejor que sea el barco quien lo haga. Ha habido discusiones sobre (y por lo menos una publicación) acerca de la “cosecha de témpanos”. El plan involucraba a barcos empujando enormes témpanos hasta Nueva Zelanda, en donde los témpanos serían derretidos y el agua resultante almacenada. El recurso de agua dulce sería vendida a los países del Oriente Medio. El plan nunca tuvo demasiado éxito…   Hielo Marino Los términos “bloque de hielo” y “hielo marino” serán usados de manera indistinta. Algunas definiciones serán útiles: Hielo Marino: un término general para el hielo estacional que se forma para cubrir grandes partes del océano durante el invierno, y que se derrite en el verano. El hilo marino incluye al hielo “graso”, hielo “deshilachado”, hielo “panqueque”, y “bloque” (pack). Hielo Deshilachado (Frazil o frazzle): cristales de hiel en la columna de agua, usualmente cerca de la superficie. Los cristales no están orientados de una manera organizada, y tienen la apariencia de nieve blanda. El hielo deshilachado es la primera etapa en la formación del hielo marino; los cristales comienzan a formarse cuando la temperatura del agua baja de los -1,8º C. Hielo Graso: Finas placas de cristales de hielo organizado sobre la superficie del agua. Una temprana etapa en el crecimiento de la cobertura de hielo marino. Hielo graso: Foto cortesía de Marge Porter, Participante del TEA 1994/95 Hielo Panqueque: Placas de hielo, construidas a partir de hielo graso engrosado. El hielo panqueque se parece a los panqueques o a los pétalos de la lilas. Las placas tienen los bordes vueltos hacia arriba en los lugares en donde han chocado entre ellas. Hielo Panqueque en el Mar de Ross Sea. Fotografía de S. Shipp. Bloques de Hielo: usado indistintamente con hielo marino y hielo bloque. Etapa “final” de la formación del hielo. Engrosamiento continuo y crecimiento de panqueques de hielo dan por resultado grandes y delgadas hojas de hielo flotante en la superficie del océano. Hielo bloque cerca de la costa en la región del Mar de Ross Sea region. Cortesía de John Anderson, Rice University. Hielo Rápido: hielo en una hoja ligada de manera permanente a la línea costera. Hielo rápido en la Península Antártica, al sur del Canal Grandidier, cubriendo la superficie de las aguas del canal. (Foto cortesía de Eugene Domack, Hamilton College) Con el final del verano, las temperaturas del aire se enfrían y las horas de sol se acor tan. La superficie de las aguas comienzan a hacerse aguanieve a medida de que el hielo deshilachado comienza a formarse. Delgadas, delicadas placas transparentes de hielo graso empiezan a tomar forma, se rompen y vuelven a formarse. En pocos días, se desarrolla el hielo panqueque. Forma pequeños parches, con bordes vueltos hacia arriba en donde las placas se han tocado, Los parches crecen de tamaño alcanzando uno o dos metros de diámetro. El mar eleva suavemente a los panqueques durante la expansión; la formación del hielo aquieta a las olas agudas. Eventualmente, los panqueques se unen formando una placa blanca sobre la superficie del mar. La superficie está cortada por bordes rasgados, donde el block de hielo se rompió. El hielo engrosa; bajo la superficie del hielo se forma más hielo deshilachado que se adhiere a la base del block. Dos focas descansan sobre el block de hielo. ¿Está la foca de la izquierda comprobando si hay orcas antes de sumergirse en las aguas heladas? El hielo marino juega un papel importante en el ecosistema. No sólo sirve como lugar de descanso para focas y pingüinos, pero es crítico en el ciclo anual del crecimiento de algas en la Antártida. Las algas son incorporadas al hielo marino a medida de que el hielo se forma en el invierno. En el verano, a medida de que la luz aumenta y el hielo se derrite, las algas son liberadas otra vez al agua y “florecen”. (Foto cortesía de John Anderson, Rice University) Cada verano, el hielo marino alrededor de la Antártida crece hasta aproximadamente el doble del tamaño del continente! En la primavera, comienza derretirse. El hielo sufre un cambio en la superficie que cubre de unos 3.000.000 de kilómetros cuadrados en la primavera, a unos 20.000.000 de kilómetros cuadrados en el invierno. Sin embargo, aún durante la primavera, una gruesa banda de hielo permanece alrededor del continente. El hilo marino de la Antártida también cambia de una años para el otro. Para cualquier área en particular, la cantidad de hielo puede variar enormemente. Imágenes satelitales mostrando los cambios en el hielo Antártico en 1986. Los rojos y púrpuras son las áreas de más alta concentración de hielo. En el verano, la Antártida casi duplica su tamaño. (De Gloerson et al., 1992; Programa de Información Técnica y Científica de NASA) NOTAS DEL PINGÜINO HIELO ANTÁRTICO versus HIELO ÁRTICO El block de hielo de la Antártida difiere del hielo marino del Ártico. El hielo del Ártico está generalmente confinado a la bacía Ártica amarrada a tierra. Esto protege al hielo e impide que se derrita, lo que significa que el hielo se engrosa durante varios años. En contraste, aproximadamente el 85% del block de hielo de la Antártidda que cubre se derrite todos los años. La mayor parte del hielo marino que se forma en la estación siguiente es una fina capa del primer hielo del año. El hielo de la Antártida tiene un espesor relativamente uniforme, variando desde uno a tres metros y con promedio de 1,5 metros. Sólo el hielo cercano a las costas puede alcanzar muchos metros de espesor. Los vientos, las corrientes y las tormentas operan para romper el block de hielo y abrir nuevas sendas y “polynyas”. Las sendas son esencialmente canales de aguas abiertas a través del hielo. Las Polynyas son áreas de aguas abiertas o poco hielo que currern en el medio de un block de hielo más compacto. Los vientos Katabáticos o corrientes emergentes pueden operar para mantener a la polynyas abiertas, y pueden explicar también por qué las polynyas ocurren en los mismos lugares todos los años. Las polynyas y canales en el hielo hacen más navegable al block de hielo a los barcos rompehielos. Sin embargo, estas mismas aberturas también presentan un riesgo para los barcos; los vientos y las corrientes de superficie pueden emular al block de hielo con rapidez, a menudo cerrando los canales de manera impredecible. Muchos barcos quedaron así atrapados en el hielo y hasta resultaron aplastados cuando el hielo cambió súbitamente. Imagen satelital de una polynya en el Mar de Weddel (de Open University Oceanography Course Team, 1993). Recuerde que la mayoría de los barcos reforzados para soportar al hielo pueden moverse a través de helo delgado (2 metros o menos de espesor). Los rompehielos, por otro lado, tienen motores poderosos y cascos muy reforzados que les permiten abrirse paso a través de hielo grueso (5 metros). Los rompehielos no hacen el hielo a un lado sino que los poderosos motores empujan al barco y lo hacen trepar sobre la superficie del block de hielo, y el peso del casco rompe al hielo debajo suyo. El barco retrocede y repite la maniobra. El sonido relacionado con navegar a través del hielo es asombroso. Es como estar en un lavadero de autos; algunas veces es como quedarse atrapado dentro de un lavadero de autos por varios días Un rompehielos norteamericano abriéndose paso en el hielo Antártico. El hielo puede convertirse en un peligro para la navegación y el transporte de equipo científico. (Foto cortesías de John B. Anderson, Rice University) El Centro Conjunto Marina/NOAA prepara mapas semanales de la cobertura del hielo usando imágenes satelitales (en tanto que el tiempo no esté demasiado nublado. Los científicos pueden mantenerse informados con la distribución del hielo y su espesor. Esta información es muy importante cuando se planea un crucero de investigación. Si un área está cubierta por un hielo particularmente grueso, podría ser posible ajustar los planes del crucero para estudiar alguna otra región. Desafortunadamente, la cubierta de de hielo puede cambiar muy rápido, de manera que hay momentos en que ni las cartas marinas pueden mantenerse al tanto de los cambios. Las investigaciones científicas marinas son especialmente sensibles a las condiciones del hielo marino porque el equipo es remolcado detrás del barco, y el hielo pesado puede dañar a los instrumentos. 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