LA ROCA BLANCA

 

Dentro de la variedad de formas, de relieves, de paisajes con los que nos gratifica nuestro hermoso planeta, entre los más bellos e imponentes, sin duda, se cuentan los paisajes glaciares.

Hoy día, tan solo un 2% del agua de la superficie terrestre se encuentra en forma de hielo, pero este pequeño porcentaje es suficiente para que el 10% de esta misma superficie esté cubierta por hielo. Este porcentaje, en su mayor parte, corresponde a los grandes casquetes continentales, también llamados inslandsis , de Groenlandia y la Antártida.

Fuera de estas zonas, los podemos encontrar vinculados a las grandes altitudes, a la alta montaña, asociadas a la más increíble manifestación de las fuerzas internas de la Tierra, como lo son las grandes Cordilleras. Andes, Alpes, los Himalaya.

Sin embargo, la Geología del Cuaternario nos dice que hace miles de años hubo glaciares asociados a más bajas latitudes y altitudes. Los glaciares son y han sido, grandes moldeadores y edificadores de relieve. Han sido y son poderosos arquitectos. Piénsese en los majestuosos valles en U, las morrenas y otras formas de relieve que podemos ver en una excursión a la montaña. Y esta capacidad edificadora esta vinculada con una cualidad de los glaciares, del hielo, que quizás nos pase desapercibida en una primera observación: la capacidad del hielo para fluir. Y es que aunque el hielo sea un sólido, es capaz de “fluir” como lo haría un líquido. Y esta cualidad puede ser explicada desde un punto de vista reológico, la parte de la ciencia de los materiales que se ocupa del estudio de las relaciones entre los esfuerzos y las deformaciones.

Primero, nos ocuparemos de cómo se forma un glaciar.

¿DE QUÉ SE NUTRE UN GLACIAR?

En una primera aproximación, un glaciar podría definirse como vastas acumulaciones de hielo. Todos sabemos por experiencia propia, lo poco que tarda el hielo en fundirse a temperatura ambiental.

Por tanto, para que el hielo pueda conservarse durante enormes períodos de tiempo, se necesitan unas condiciones ambientales apropiadas (bajas temperaturas). Tales condiciones se consiguen por encima del llamado “nivel de las nieves perpetuas” o snow line que se define como aquella altitud a partir de la cual, una parte de la nieve caída en invierno, “sobrevive” al verano y es capaz de resistir hasta el invierno siguiente,. El resultado final, es que a partir de este nivel, la acumulación de nieve predominará sobre su fusión, y el balance neto será que el contenido de nieve aumentará con el tiempo (técnicamente, en realidad, esto tiene lugar por encima de la llamada “línea de equilibrio”, que conceptualmente no es lo mismo que la snow line , pero desde un punto de vista práctico se pueden considerar sinónimas).
Por tanto, por encima del límite de las nieves perpetuas, las entradas de agua sólida son superiores a las salidas, y esta nieve experimentará procesos que la transformarán en hielo, hielo que podrá persistir durante miles de años.

La altura a la que se sitúa la snow line , variará con la latitud en la que nos encontremos, en la medida que con la latitud varía la insolación y las temperaturas máximas anuales. Así, mientras en el Kilimanjaro se sitúa en torno a los 5500 metros, en nuestras latitudes se sitúa aproximadamente a 3000 metros, y en Islandia a 400 metros, mientras que si nos desplazamos más al Norte (o al Sur, dependiendo del hemisferio), por encima de los 70º, dicha altitud se sitúa prácticamente al nivel del mar.

Otro requisito necesario para que se desarrollen glaciares es precipitación sólida, nieve. Salvo algunas regiones excepcionales, esto no representa un problema en nuestro planeta, pues la nieve es un fenómenos más o menos cotidiano.
Sin embargo, ¿qué convierte a la nieve en hielo glaciar? Comencemos.

La nieve recién caída está formada en un 5% por copos de nieve (con sus formas irregulares, con esquinas, aristas...) y en un 95% por aire. Tiene por ello muy baja densidad (en torno a 0,05 gramos por centímetro cúbico), y desde un punto de vista geológico, se le puede considerar como un sedimento eólico, no distinto por ejemplo, a una acumulación de granos de arena en una playa (salvando la diferencia de densidades). De hecho, sobre la superficie de la nieve recién caída, el viento también puede formar las ondas de arena, los llamados ripples o minidunas que estamos acostumbrados a ver sobre la arena de la playa.

Después de una nevada, si las temperaturas continúan por debajo del punto de congelación, el aire que queda embebiendo los poros entre copos provoca la sublimación de los extremos de los copos de nieve, teniendo lugar la condensación de esta agua en el centro de los copos, de tal manera que la nieve va perdiendo su forma apuntada adquiriendo poco a poco una forma más granular. Así se origina la nieve granular, que tantos problemas de aludes da a los esquiadores. La nieve granular supone un aumento del empaquetamiento y de la densidad y una cierta expulsión de aire intergranular. A medida que este proceso continua, el empaquetamiento va aumentando, la expulsión de aire va siendo más patente y llegamos finalmente al estado de neviza o nieve en polvo: los granos de nieve son prácticamente pequeñas esferas de unos pocos milímetros de diámetro, la porosidad se reduce hasta el 50% y la densidad llega a 0,4. Esta nieve es la que podemos encontrar al final del invierno, en la nieve que ha persistido. La acumulación de más nieve sobre la neviza, por ejemplo al año siguiente, origina un aumento de presión “criostática” que supone un aumento de compactación y una expulsión de aire. El resultado es que los poros pierden comunicación y el aire permanece como pequeñas burbujas aisladas unas de otras. La densidad llega hasta 0,80. De esta manera, la neviza se compacta, originándose un agregado de cristales de hielo entrelazados: ha nacido el hielo glaciar, y a proceso por el que ha tenido lugar se le llama diagénesis, que no es más que un proceso de recristalización. Toda esta transformación puede durar entre unos pocos años, hasta 100, dependiendo de las condiciones en que nos encontremos. De esta manera, a partir de un “sedimento” (la nieve) se ha originado una roca, sólida: el hielo.

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL HIELO

Como cualquier material, el hielo al ser sometido a esfuerzos va a responder. El principal esfuerzo que va a actuar sobre el hielo glaciar va a ser su propio peso, la fuerza de la gravedad.

En los años 50, Glenn mediante estudios experimentales demostró que el modelo reológico que mejor describe el comportamiento del hielo es el de un material seudoplástico. Expresaron de manera simplificada el comportamiento del hielo mediante la ecuación e= K x T-exp(n) siendo e la deformación que sufre el hielo, T el esfuerzo actuante y K y n constantes distintas para cada glaciar.

En un primer momento, cuando el hielo tiene poco espesor (inferior a 50 metros), se va a comportar como un sólido convencional: ante un esfuerzo va a experimentar una deformación elástica hasta que se supere su límite de elasticidad y rompa. Tal es lo que sucede en los primeros 50 metros del glaciar, donde podemos ver morfologías tales como las rimayas (profundas grietas) o los seracs (grandes bloques de hielo limitados por superficies de fractura, respecto a las cuales han sufrido un movimiento relativo), que levantan tanto respeto entre los alpinistas.

Sin embargo, una vez que sobre la masa de hielo actúa un esfuerzo equivalente a una columna de hielo de altura superior a 50 metros, el comportamiento del hielo se ajustara al de una substancia plástica: a medida que aumentemos el esfuerzo, el material experimentará menos resistencia a la deformación, y para incrementos pequeños del esfuerzo, las velocidades de deformación aumentarán mucho. Vemos por tanto, que en esta situación el glaciar fluye y se desplaza.

Hasta ahora hemos visto la mecánica del hielo. Ahora llega el momento de contemplar los mecanismos que intervienen en dicha mecánica, es decir, como se desarrolla la deformación.

MECANISMOS DE DESPLZAMIENTO

Hemos visto que un material, a primera vista completamente sólido, como lo es el hielo, frente a esfuerzos grandes y de larga duración es capaz de “fluir”, de desplazarse.

Las formas por las cuales un glaciar se desplaza pueden ser clasificadas en 2 grupos de mecanismos.

- Los llamados mecanismos de creep o flujo, el flujo lento causado por deformación interna de la masa de hielo.

- Los mecanismos de deslizamiento, esto es, el desplazamiento de grandes masas de hielo sobre una superficie, sin que tales masas experimenten deformación interna.

En la práctica, es muy difícil decir cuál de estos 2 mecanismos causó el movimiento de un glaciar concreto, pues en la naturaleza (siempre tan compleja), los glaciares sufren ambos mecanismos.

Dentro de los mecanismos de flujo tenemos: la difusión por presión (o difusión por cambio de fase), que consiste que en cada grano de hielo se produce una difusión de moléculas de agua desde la zona en que actúa el máximo esfuerzo comprensivo hasta las zonas donde actúa el máximo esfuerzo distensivo, originando una orientación común en todos los cristales y un flujo neto en la dirección del esfuerzo de comprensión (este proceso queda reflejado en la ecuación de Glenn con valores de la constante K muy elevados); otro mecanismo de flujo son los reajustes intergranulares, la rotación y el desplazamiento de los bordes de grano de unos cristales en relación a los de sus cristales adyacentes.. Esto queda reflejado mediante valores de la constante n próximos a 1. A parte de estos dos, hay otros mecanismos más complejos, como la recristalización (el crecimiento y desarrollo en estado sólido de cristales de hielo, siendo un proceso durante el cual, la energía mecánica almacenada en la masa de hielo durante la deformación, se consume durante el crecimiento de nuevos cristales, libres de deformación interna y con la mínima energía libre de superficie para las nuevas condiciones), o la deformación de la red cristalina de los cristales de hielo.

Dentro de los mecanismos de deslizamiento, tenemos el deslizamiento basal (en el caso de que este fuese el mecanismo que desplaza al glaciar, la constante n de la ecuación de Glenn tomaría valores muy superiores a 1), que consiste en el desplzamiento “a bloque” del glaciar sobre la superficie del lecho rocoso. Este mecanismo es más importante en climas más templados, donde la base del glaciar puede encontrarse próximo al punto de fusión a esa presión, con lo que la existencia de agua líquida puede “lubricar” y faclitar el movimiento. Otro mecanismo de deslizamiento es el llamado deslizamiento por recongelación, que consiste en el deshielo de la base del glaciar “hielo arriba” de un obstáculo (por aumento de presión) y su congelación “hielo abajo”.

Hasta aquí, todo lo que podía decir sobre el movimiento de los glaciares. Una vez en movimiento, los glaciares son capaces de arrancar grandes bloques de hielo y transportarlos a áreas muy lejanas, son capaces de excavar incisiones o estrías sobre el sustrato por el que circulan, originan y excavan valles enormes, y dan lugar a depósitos de mucho tipo (subglaciares, morrenas, fluvioglaciares...). Son por tanto, importantísimos agentes de modelado de relieve, no ya solo en las áreas donde actualmente persisten; sino que también en altitudes bajas y zonas donde actualmente no hay glaciares, podemos contemplar asombrosas morfologías glaciares heredadas: así, por ejemplo, aquí en España, podemos contemplar todo tipo de formas glaciares en zonas como Pirineos, Picos de Europa, Gredos o los Béticos, aún cuando ya no existan prácticamente glaciares en estas zonas.

Y todo este dinamismo es capaz de hacerlo un sólido, aparentemente estático, como el hielo cuando se pone en movimiento bajo su propio peso. Tal vez como decía Débora (figura bíblica) las montañas (en este caso, los glaciares) se mueven a los ojos de Dios.

 

POSTED BY "EL VERDUGO " AT 9:08PM