08/10/2009

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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