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Permafrost y procesos periglaciares: ¿cuáles son las características de las zonas periglaciares?
Las características de una zona periglaciar son las siguientes:
En estos entornos suele haber permafrost en alguna de sus formas. El permafrost es un suelo que ha estado permanentemente congelado durante más de dos años. El permafrost crea una capa impermeable que es un factor importante que impulsa muchos procesos. El permafrost puede ser continuo, discontinuo o esporádico.
Un clima frío y seco (donde la temperatura media anual oscila entre -15⁰C y -1⁰C), pero no permanentemente helado.
Estos entornos experimentan una intensa acción de congelación o desprendimiento de escarcha.
La formación de hielo en el suelo da lugar a muchos procesos.
Los ambientes periglaciares no están glaciados. Hay hielo y nieve, pero es crucial que haya un breve "verano" en el que las temperaturas superen los 0⁰C.
La capa superior del suelo se descongela para formar la capa activa. Puede tener hasta cuatro metros de profundidad. Esta característica, junto con el permafrost, es importante en muchos de los procesos.
¿Dónde se producen los procesos periglaciares?
Estos procesos pueden darse en cualquier lugar donde exista un medio periglaciar, por ejemplo
Alrededor de los bordes de los glaciares y las zonas de hielo polar.
Cerca del hielo marino y la nieve.
Donde haya permafrost en alguna de sus formas.
Zonas de latitudes muy septentrionales y meridionales (por ejemplo, Alaska, norte de Canadá, zonas de tundra en el norte de Rusia y Escandinavia).
Zonas montañosas de gran altitud (por ejemplo, los Alpes europeos, el Himalaya).
Zonas de meseta de gran altitud (por ejemplo, la meseta boliviana y tibetana).
Interiores continentales (por ejemplo, Siberia).
El permafrost cubre aproximadamente el 20-25% de la superficie terrestre. Se estima que los entornos periglaciares se dan en aproximadamente un tercio de la superficie terrestre. Otra palabra utilizada para describir los entornos periglaciares es tundra.
Fig. 1 - Permafrost en la costa de Canadá
Importancia de los procesos periglaciares - ¿Cómo podemos definir y explicar los procesos periglaciares?
Los procesos que definiremos y explicaremos pueden separarse en las siguientes categorías
Meteorización
Movimiento de masas
Hielo del suelo
Erosión
Características y procesos periglaciares
Examinaremos las características y procesos periglaciares derivados de la meteorización y el movimiento de masas.
Características y procesos periglaciares derivados de la meteorización
En los entornos periglaciares, los repetidos ciclos de congelación-descongelación y la intensa acción de las heladas provocan su fragmentación. Este proceso de meteorización mecánica se produce cuando las temperaturas se elevan por encima de 0℃ durante el día, pero descienden por debajo del punto de congelación durante la noche. La rotura por escarcha puede describirse del siguiente modo:
Cuando la temperatura es superior a 0℃, el agua penetra en las grietas y juntas de la roca. A menudo esto se ve favorecido por la acción capilar.
Cuando la temperatura desciende por debajo del punto de congelación, el agua se convierte en hielo y se expande un 9%, ejerciendo presión sobre los lados de las juntas y grietas, lo que hace que se ensanchen con el tiempo.
Finalmente, la roca se rompe y se producen trozos más pequeños de roca angular.
En pendientes pronunciadas (>20°), los rasgos creados por este proceso son canchales (talus). En terrenos con pendientes menos pronunciadas, los rasgos creados se denominan campos de bloques, campos de cantos rodados o felsenmeer (mar de rocas).
Fig. 2 - Ejemplo de desprendimiento de escarcha en Islandia
Rasgos y procesos periglaciares derivados del movimiento de masas
En los entornos periglaciares, los procesos de movimiento de masas que se producen son:
Soliflucción, geliflucción y congeliflucción
Deslizamiento por escarcha y levantamiento por escarcha
Caída de rocas
Soliflucción, geliflucción y congeliflucción
Lasoliflucción es el movimiento del suelo encharcado ladera abajo. El proceso de soliflucción puede explicarse como sigue:
Al aumentar la temperatura, el hielo que pueda haber en el suelo (hielo de poro y de aguja) se derrite. El suelo se satura.
Se reduce la fricción entre las partículas del suelo.
Si hay una pendiente de unos pocos grados, la tierra empieza a fluir cuesta abajo.
Fig. 3 - Ejemplo de soliflucción en Alaska, EE.UU.
La geliflucción es similar a la soliflucción, salvo que el movimiento de masas se produce sobre una capa de permafrost. Puede explicarse como sigue:
Cuando el suelo se descongela y crea una capa activa sobre el permafrost, se liberan grandes volúmenes de agua de deshielo.
El permafrost que hay debajo es impermeable. El agua de deshielo no puede drenarse.
El suelo se vuelve móvil mediante el proceso de soliflucción.
La soliflucción se produce cuando el suelo se desplaza por la pendiente creada por el permafrost.
Cualquier movimiento de tierra que se produzca dentro del permafrost congelado se denomina congeliflucción.
Los accidentes geográficos periglaciares resultantes de estos procesos son las placas de soliflucción, los lóbulos y las terrazas.
Deslizamiento por escarcha y levantamiento por escarcha
La fluencia por congelación se produce en laderas periglaciares que experimentan ciclos repetidos de congelación-descongelación. Éstos pueden ocurrir anualmente o en ciclos repetidos cuando el rango diurno implica una fluctuación por encima y por debajo del punto de congelación. El proceso puede explicarse como sigue:
Cuando la capa activa se congela, las partículas se elevan hacia arriba, perpendiculares a la pendiente.
Cuando se produce la descongelación, las partículas caen por gravedad en dirección descendente.
Como resultado, las partículas se desplazan ladera abajo.
El levantamiento porcongelación ocurre cuando se producen ciclos de congelación-descongelación en la capa activa por encima del permafrost. Las partículas más grandes (piedras y rocas) ascienden por la capa activa sobre el permafrost. El proceso puede describirse como sigue:
El movimiento ascendente se produce porque las piedras y rocas tienen una capacidad calorífica específica inferiora la del material circundante.
En consecuencia, se calentarán y enfriarán más rápidamente que el material circundante, más fino.
Al bajar la temperatura, la humedad que haya debajo de una piedra se congelará primero.
La expansión que se produce cuando se forma este hielo empuja la piedra hacia arriba a través de la capa activa situada sobre el permafrost.
Estas partículas más grandes acaban quedando expuestas en la superficie.
Según la forma y la pendiente del paisaje periglaciar circundante, las rocas y las piedras se clasifican. Esto crea una serie de rasgos periglaciares que se conocen como suelo modelado. Algunos ejemplos son lospolígonos de piedra, lasfranjas de piedra, loscírculos de piedra y lasredes de piedra.
Fig. 4 - Escarchamiento
Desprendimientos de rocas
Los desprendimientos de rocas son el proceso de movimiento de masas que se produce cuando se desprenden trozos de roca por el proceso de meteorización, concretamente por la rotura por heladas.
Características y procesos periglaciares derivados delhielo del suelo
El clima de los entornos periglaciares favorece la formación de muchos tipos de hielo en el suelo en la capa activa sobre el permafrost. Algunos ejemplos son
Hielo de poro - hielo que se forma entre las partículas del suelo y los sedimentos.
Hielo en aguja - hielo que se forma en suelos húmedos durante la noche, normalmente de unos pocos centímetros de longitud.
Lentes, núcleos y cuñas de hielo.
Los procesos que impulsan la formación de hielo en el suelo son la contracción del suelo y la congelación de las aguas subterráneas.
Contracción del suelo
El proceso de contracción del suelo se produce cuando la capa activa situada sobre el permafrost continuo se congela y se contrae. Se produce el siguiente proceso:
Se abren grietas en el suelo y los sedimentos finos de la capa activa y continúan hacia abajo hasta la capa de permafrost .
Cuando las temperaturas suben por encima del punto de congelación el verano siguiente, el agua de deshielo entra en estas grietas.
Cuando las temperaturas descienden por debajo de 0℃, se forman vetas de hielo.
Gradualmente, a lo largo de muchos ciclos estacionales de congelación-descongelación, la vena de hielo se ensancha hasta formar una cuña de hielo.
Las cuñas de hielo pueden crecer más de 1 m de ancho y extenderse 3 m hacia la capa activa.
Si el terreno está bastante nivelado, estas cuñas de hielo crean otro tipo de patrón en el suelo llamado polígonos de cuña de hielo.
Fig. 5 - Cuña de hielo expuesta en Canadá
Congelación de aguas subterráneas
Cuando hay agua subterránea en una zona donde el permafrost es fino o discontinuo, puede formarse una lente de hielo. Ésta puede crecer hasta convertirse en un núcleo de hielo. A medida que se forma el hielo, se expande, haciendo que el material de la parte superior se eleve y produzca un pequeño montículo o cúpula. Suele tener unos 500 m de diámetro (algunos tienen 1 km) y una altura que varía entre los 3 y los 70 m (la mayoría no llega a los 50 m). Este relieve periglaciar se denomina pingo.
Hay dos tipos de procesos que dan lugar a los pingos: los de sistema cerrado y los de sistema abierto.
Pingos de sistema cerrado
El sistema cerrado puede explicarse como sigue:
El permafrost es continuo excepto en la zona bajo un lago, que es lo suficientemente profunda (generalmente >2 m de profundidad) como para permanecer sin hielo.
Los sedimentos (talik) bajo el lecho del lago están aislados por éste. Cuando las temperaturas descienden por debajo del punto de congelación, estos sedimentos permanecen sin congelarse.
Si el agua empieza a salir del lago o éste se llena de sedimentos, el talik más cercano al lecho del lago deja de estar aislado, y se forma una fina capa de permafrost bajo el lecho del lago.
El talik queda ahora atrapado dentro de la capa de permafrost. El agua líquida del talik está sometida a presión hidrostática. Comienza a acumularse hacia el fondo de la capa de talik.
Cuando esta agua atrapada se congela, se forma una lente de hielo. Esto provoca una expansión, y los sedimentos de encima se elevan.
La lente de hielo crece hasta convertirse en un núcleo de hielo a medida que más agua se desplaza hacia ella por la presión hidrostática, y se produce un mayor desplazamiento.
Fig. 6 - Formación de una lente de hielo
Pingos de sistema abierto
El sistema abierto puede explicarse como sigue:
El permafrost es discontinuo; el proceso suele producirse en el fondo de los valles de los entornos periglaciares
El agua viaja a través del talik no congelado hasta las partes más bajas del fondo del valle. Esto es impulsado por la presión artesiana/hidráulica.
Cuando el agua se acumula y se congela, se forma una lente de hielo.
Se forma un núcleo de hielo y crece a medida que sigue fluyendo más agua hacia esta zona.
La expansión del agua a medida que se forma el hielo hace que el permafrost que hay sobre él forme una cúpula hacia arriba.
Rasgos y procesos periglaciares derivados de la erosión
El proceso de erosión en los entornos periglaciares está impulsado por los fuertes vientos y los ciclos de congelación-descongelación, que provocan la acción de la escarcha/deshielo. Los procesos descritos aquí son
Erosión y deposición hídrica (fluvial) y eólica (eólica).
Nivación.
Erosión hídrica (fluvial) y eólica (eólica)
Cuando el hielo de la capa activa situada sobre el permafrost se descongela, pueden liberarse grandes volúmenes de agua. El agua de deshielo es responsable del desplazamiento de importantes cantidades de escombros. La cantidad de erosión dependerá de la velocidad del cambio de temperatura, de la cantidad de hielo del suelo que se haya descongelado y de la pendiente del terreno. El drenaje crea canales trenzados y se produce una importante erosión fluvial en los ríos que atraviesan estacionalmente los entornos periglaciares.
Los entornos periglaciares están en gran parte vacíos de vegetación, por lo que los vientos pueden alcanzar grandes velocidades. Cuando bajan las temperaturas y se forma hielo en aguja, éste corta el suelo y los sedimentos y desprende pequeñas partículas. El material fino desprendido puede ser recogido por el viento y erosiona las superficies contra las que éste sopla. Estas partículas erosionan las rocas. Esta abrasión da lugar a ventifactos, surcos y superficies pulidas. Cuando el viento baja, el material fino y los sedimentos se depositan. Esto crea un rasgo típico de los entornos periglaciares llamado loess.
Nivación
Nivación es el nombre dado a una combinación de procesos que dan lugar a la formación de oquedades en las laderas sombreadas y/o abrigadas en entornos periglaciares. El proceso de nivación implica
Acumulación de nieve y hielo en las zonas de ladera sombreadas o protegidas. Estas manchas suelen permanecer durante los meses de verano. Puede desarrollarse nieve névé compacta cuando la nieve se derrite y se vuelve a congelar. El hielo de abeto puede desarrollarse con el tiempo en estas depresiones poco profundas, y cuando se produce el movimiento, el hielo puede arrancar pequeños trozos de roca desprendida de la superficie posterior de la zona.
Los ciclos de congelación-descongelación en los bordes y debajo del manchón de nieve provocan la rotura de la escarcha.
Cuando se produce la descongelación, los trozos más pequeños de roca desprendida por la escarcha son desplazados ladera abajo por el agua de deshielo, la solifluxión y la gelifluxión.
Como resultado de estos procesos, se forman huecos de nivación.
Con el tiempo, pueden convertirse en cornisas.
Procesos periglaciares - Puntos clave
- Los entornos periglaciares se definen por la presencia de un clima frío con una intensa acción heladora.
- Suele haberpermafrost. Puede tratarse de permafrost continuo, discontinuo o esporádico.
- El clima permite la descongelación del hielo del suelo para formar una capa activa sobre el permafrost.
- Los procesos periglaciares se dan en los bordes de los glaciares, los casquetes polares y la nieve. Estas zonas se encuentran en latitudes altas, altitudes elevadas e interiores continentales fríos.
- Estos procesos están impulsados por la presencia de hielo en el suelo, los ciclos de congelación-descongelación, la acción intensa de las heladas y la presencia de permafrost.
- El proceso de meteorización que se produce en los entornos periglaciares es la fragmentación por escarcha.
- Los procesos de movimiento de masas periglaciales son la soliflucción, la geliflucción, la congeliflucción, la fluencia por heladas, el levantamiento por heladas y los desprendimientos de rocas.
- Los procesos que se producen debido al hielo del suelo son la contracción del suelo y la congelación de las aguas subterráneas.
- Losprocesos de erosión que se producen en entornos periglaciares son la acción del agua (fluvial) y del viento (eólica) y la nivación.
- Los procesos periglaciares son importantes porque explican cómo se crean los accidentes geográficos periglaciares.
Referencias
- Fig. 1: Permafrost frente a la costa de Canadá (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Permafrost_in_Herschel_Island_002.jpg) por Boris Radosavljevic (https://www.flickr.com/photos/139918543@N06/24199065064/) con licencia CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Fig. 2: Desprendimiento de escarcha (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Weathering_freeze_thaw_action_iceland.jpg) por Till Niermann (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Till.niermann) bajo licencia CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
- Fig. 3: Soliflucción (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Solifluctionterraceseaglesummit.jpg) de D.Sikes (https://www.flickr.com/people/48874808@N00) bajo licencia CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/deed.en)
- Fig. 4: Escarcha (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wandern_Schweiz_auf_Cassons_bei_Flims.jpg) por Caumasee (https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:Contributions/Caumasee) bajo licencia CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
- Fig. 5: Cuña de hielo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ice_wedge.jpg) por Drpermafrost (https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:Contributions/Drpermafrost) bajo licencia CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en)
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