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¿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