Geologia generale

Ghiacciai



Ghiacciaio Bucher Valley in Alaska rappresenta magnificamente un grande ghiacciaio che riceve ghiaccio da più piccoli ghiacciai che si uniscono come gli affluenti di un torrente. Immagine dell'indagine geologica degli Stati Uniti.

Che cos'è un ghiacciaio?

Un ghiacciaio è una massa di ghiaccio che scorre lentamente con incredibili capacità erosive. I ghiacciai della valle (ghiacciai alpini, ghiacciai di montagna) eccellono nel modellare le montagne in creste frastagliate, picchi e profonde vallate a forma di U mentre questi fiumi di ghiaccio altamente erosivi avanzano lungo i pendii montuosi. I ghiacciai della valle sono attualmente attivi in ​​Scandinavia, Alpi, Himalaya e nelle montagne e vulcani lungo le coste occidentali del Nord e del Sud America. Lo straordinario paesaggio frastagliato delle Alpi meridionali della Nuova Zelanda è anche grazie al potere erosivo dei ghiacciai. L'illuminazione dei segnali luminosi nel film Il Signore degli Anelli - Il ritorno del re 1 cattura questo famoso paesaggio.

I ghiacciai continentali (calotte glaciali, calotte polari) sono enormi strati di ghiaccio glaciale che coprono le terre emerse. I ghiacciai continentali si stanno attualmente erodendo profondamente nel fondamento dell'Antartide e della Groenlandia. Le vaste calotte glaciali sono incredibilmente spesse e hanno così depresso la superficie del terreno sotto il livello del mare in molte località. Ad esempio, nell'Antartide occidentale lo spessore massimo del ghiaccio è di 4,36 chilometri (2,71 miglia) causando una depressione della superficie terrestre di 2,54 chilometri (1,58 miglia) sotto il livello del mare! 2 Se tutto il ghiaccio glaciale dell'Antartide si sciogliesse istantaneamente, tutto ciò che sarebbe visibile della superficie terrestre dell'Antartide sarebbe costituito da grandi e piccole masse terrestri con isole sparse circondate dall'Oceano Antartico

Groenlandia meridionale dallo spazio: Un piccolo ghiacciaio continentale copre la Groenlandia. Immagine satellitare della NASA e degli Stati Uniti Geological Survey.

Campionamento del ghiaccio glaciale: Uno scienziato raccoglie campioni di neve dal ghiacciaio Taku dell'Alaska. Immagine dell'indagine geologica degli Stati Uniti.

Come si formano i ghiacciai?

È necessaria una notevole quantità di accumulo di neve per formare il ghiaccio glaciale. È indispensabile che in inverno si accumuli più neve di quella che si scioglie durante l'estate. I fiocchi di neve sono cristalli esagonali di acqua ghiacciata; tuttavia, strati di soffici fiocchi di neve non sono ghiaccio glaciale ... non ancora almeno.

Man mano che si accumulano spessi strati di neve, i fiocchi di neve profondamente sepolti diventano sempre più stretti insieme. L'imballaggio denso fa sì che i fiocchi di neve assumano forme arrotondate quando la forma esagonale del fiocco di neve viene distrutta. Con abbastanza tempo, i grani profondamente sepolti e ben arrotondati diventano molto densi, espellendo la maggior parte dell'aria intrappolata tra i grani. I granelli di neve granulari sono chiamati firn e richiedono circa due anni per formarsi. 3

Il folto manto nevoso sovrastante esercita un'enorme pressione sugli strati di abeti sepolti e questi granelli iniziano a sciogliersi un po '. L'acqua di fuoco e di fusione si ricristallizzano lentamente, formando ghiaccio glaciale. Questo processo di trasformazione può richiedere da diversi decenni a centinaia di anni perché il tasso di formazione del ghiaccio glaciale dipende fortemente dalla quantità di nevicate. (Il processo di ricristallizzazione significa che il ghiaccio glaciale è davvero un tipo di roccia metamorfica.)

Ghiacciaio della Tazlina Valley: I crepacci sono visibili vicino al capolinea di assottigliamento nella zona di spreco. Si noti che la superficie del ghiaccio è sporca a causa dell'accumulo di sabbia e particelle di ghiaia. Il ghiacciaio della Tazlina Valley in Alaska si sta ritirando. Immagine di Bruce F. Molnia, USGS. Clicca sull'immagine per ingrandirla.

Zone di un ghiacciaio: Una sezione trasversale di cartone animato attraverso un ghiacciaio, che mostra la zona di accumulo e la zona di spreco. Immagine dell'indagine geologica degli Stati Uniti.

Come fluiscono i ghiacciai?

Un ghiacciaio inizia a fluire quando una spessa massa di ghiaccio inizia a deformarsi plasticamente sotto il suo stesso peso. Questo processo di deformazione plastica (deformazione interna) si verifica perché i cristalli di ghiaccio sono in grado di piegarsi lentamente e cambiare forma senza rompersi o incrinarsi. La deformazione plastica avviene a una profondità di 50 metri (164 piedi) dalla superficie del ghiacciaio. 4

Il ghiaccio glaciale spesso è piuttosto pesante e il grande peso del ghiacciaio può far sciogliere il ghiaccio lungo la base del ghiacciaio. La fusione si verifica perché la temperatura alla quale si scioglie il ghiaccio si riduce a causa della pressione esercitata dal peso del ghiaccio glaciale sovrastante. Il calore proveniente dalla superficie terrestre può anche causare lo scioglimento del ghiaccio lungo la base del ghiacciaio. Il processo di scorrimento basale si verifica quando un sottile strato di acqua di fusione si accumula tra il ghiaccio basale e la superficie terrestre. L'acqua di fusione funziona come un lubrificante che consente al ghiacciaio di scivolare più facilmente su roccia fresca e sedimenti.

Se una grande quantità di acqua di fusione scivolosa si accumula sotto il ghiaccio, il ghiacciaio può iniziare ad avanzare molto rapidamente con un'impennata. A volte noto come un ghiacciaio al galoppo, un ghiacciaio impetuoso scorre a una velocità molto rapida. Ad esempio, nell'estate del 2012, il ghiacciaio Jakobshavn, situato sulla costa orientale della Groenlandia, è stato misurato per avanzare ad una velocità di 46 metri al giorno (151 piedi / giorno). 5 Il ghiacciaio Jakobshavn è ampiamente ritenuto il responsabile della generazione del grande iceberg che alla fine affondò il Titanic nel 1912.

Foto prima e dopo: Foto scattate nella stessa posizione nel Glacier Bay National Park e Preserve in Alaska. La foto in alto mostra il ghiacciaio Muir nel 1880 e la foto in basso mostra la stessa entrata nel 2005. Il ghiacciaio Muir si è ritirato di 50 chilometri (31 miglia). Entrambe le immagini dello United States Geological Survey.

Quali sono le zone di un ghiacciaio?

L'area di formazione del ghiaccio glaciale è chiamata la zona di accumulo. In questa zona ogni inverno si accumula più neve di quella che si scioglie durante l'estate. Accumuli di neve sepolti si trasformano in fuoco e infine si ricristallizzano in ghiaccio glaciale. Il ghiaccio glaciale scorre via dalla zona di accumulo quando il ghiaccio spesso si deforma plasticamente sotto il suo stesso peso. In un ghiacciaio della valle il ghiaccio scorre in discesa dalla zona di accumulo, mentre per un ghiacciaio continentale il ghiaccio scorre lateralmente verso l'esterno e lontano dalla zona di accumulo.

L'area di un ghiacciaio che subisce una maggiore quantità di fusione rispetto alla formazione di ghiaccio glaciale è chiamata zona di spreco (zona di ablazione). In questa zona, mentre il ghiaccio si scioglie, vengono lasciati frammenti di sabbia e ghiaia sulla superficie del ghiacciaio. È importante notare che il ghiaccio glaciale riempie sempre questa zona poiché il ghiaccio glaciale continua a fluire dalla zona di accumulo.

La linea che separa la zona di accumulo dalla zona di spreco è chiamata la linea della neve (linea di equilibrio). La linea di neve può essere visibile alla fine dell'estate tra la superficie ghiacciata pulita della zona di accumulo e la superficie sporca e coperta di sedimenti della zona di spreco.

I 50 metri superiori della superficie del ghiacciaio, dove il ghiaccio non subisce deformazioni plastiche, sono indicati come zona di frattura. In questa zona il ghiaccio è fragile e si deforma solo con crepe, rotture e fratture. I crepacci sono fratture o rotture nel ghiaccio che possono essere lunghe centinaia di metri e profonde fino a 50 metri. 4

L'estremità o punta del ghiacciaio è chiamata capolinea ed è parte della zona di spreco. Quando il capolinea del ghiacciaio sfocia in uno specchio d'acqua, il ghiaccio sulla punta si allenta o si spezza per formare blocchi galleggianti di ghiaccio chiamati iceberg.

John Muir scrisse di una delle sue avventure del 1880 in Alaska, quando lui e il cane da campo, Stickeen, fecero una lunga camminata su un ghiacciaio della valle 6. Durante il viaggio di ritorno la loro strada fu vietata dai crepacci, e John dovette camminare per un considerevole distanza fino a quando non scoprì uno stretto e stretto ponte di ghiaccio che attraversava un profondo crepaccio. Comprensibilmente, Stickeen era piuttosto riluttante a attraversare il pericoloso ponte di ghiaccio e John impiegò molto tempo e sforzi per convincere il temibile cane ad attraversare. Stickeen e John alla fine tornarono sani e salvi al campo solo per essere accostati dai suoi compagni di campeggio che erano piuttosto arrabbiati con lui. John non era riuscito a far sapere a nessuno dove stesse andando!

circhi: Due circhi contenenti piccoli ghiacciai della valle sono separati da un arête. Glacier Bay National Park, Alaska. Immagine del Geologial Survey degli Stati Uniti.

Perché i ghiacciai avanzano e si ritirano?

I ghiacciai hanno un budget di neve, molto simile a un conto bancario monetario. Più denaro viene depositato su un conto bancario, più cresce il conto. Tuttavia, se viene rimosso più denaro di quello depositato sul conto, la quantità di denaro disponibile viene notevolmente ridotta. L'avanzamento e la ritirata del ghiaccio glaciale sono abbastanza simili.

Quando nella zona di accumulo si forma più ghiaccio glaciale di quello che si scioglie nella zona di spreco, il ghiacciaio crescerà e avanzerà. Il capolinea di un ghiacciaio che avanza avanzerà più lontano dalla zona di accumulo e allungherà così il ghiacciaio.

Un ghiacciaio si ritira quando più ghiaccio si scioglie durante l'estate di quello che si forma durante l'inverno. Il ghiacciaio si riduce di dimensioni man mano che il ghiaccio nella zona di spreco si scioglie. Il ghiaccio glaciale in ritirata non scorre mai realmente all'indietro; il ghiaccio si scioglie semplicemente più velocemente di quanto non venga reintegrato dalla nuova formazione glaciale nella zona di accumulo.

Se la quantità di formazione di ghiaccio glaciale nella zona di accumulo è uguale alla quantità di fusione nella zona di spreco, il ghiacciaio non avanza o si ritira. Mentre il ghiaccio all'interno del ghiacciaio continua a fluire via dalla sorgente verso il capolinea, la punta del ghiacciaio rimarrà ferma perché il bilancio del ghiaccio glaciale si bilancia tra le due zone.

Paesaggio glaciale: Sono visibili numerosi piccoli circhi e ognuno è la zona di accumulo o luogo di nascita di un piccolo ghiacciaio della valle. Due ghiacciai della valle scorrono attorno a un piccolo corno e si uniscono per formare un ghiacciaio più grande della valle. C'era una volta il più grande ghiacciaio della valle che scorreva per tutta la lunghezza della valle, scolpendo una valle a forma di U. Il ghiacciaio è in ritirata perché solo una parte della valle a forma di U intagliata glacialmente contiene ghiaccio. Un flusso di acqua di fusione esce dal capolinea del ghiacciaio e scorre lungo la parte priva di ghiaccio della valle. Immagine dai Monti Chugach, in Alaska, di Bruce F. Molnia, USGS

In che modo i cambiamenti climatici influiscono sui ghiacciai?

La produzione di gas a effetto serra (ad es. Anidride carbonica e metano) sta contribuendo a un lento aumento delle temperature globali in tutto il mondo. Secondo gli scienziati della NASA, il ghiaccio glaciale si sta ora sciogliendo a velocità più elevate che mai. 7 I piccoli ghiacciai della valle in tutto il mondo sono i più vulnerabili ai cambiamenti climatici globali. Secondo il National Snow and Ice Data Center, circa il novanta percento di tutti i ghiacciai monitorati sono in ritirata. 8 Ad esempio, nel 1910 c'erano circa 150 ghiacciai della valle situati all'interno del Glacier National Park negli Stati Uniti. Nel 2010 erano rimasti solo 25 ghiacciai attivi e alcuni di questi ghiacciai rimanenti rischiano di scomparire entro il 2030. 9 Il ghiaccio glaciale in Groenlandia e nell'Antartide occidentale è anche vulnerabile ai cambiamenti climatici. Ad esempio, il ghiaccio della Groenlandia sta registrando tassi di fusione più elevati, con una fusione record registrata nel 2002. Se tutto il ghiaccio glaciale della Groenlandia si sciogliesse o la calotta glaciale dell'Antartico occidentale si sciogliesse, il livello del mare aumenterebbe di 5 metri (16 piedi). 10 La tendenza generale alla ritirata dei ghiacciai in tutto il mondo riflette l'aumento delle temperature globali.

Riferimenti sul ghiacciaio
1 Il Signore degli Anelli - Il ritorno del re: diretto da Peter Jackson, interpretato da Elijah Wood, Ian McKellen e Viggo Mortensen, New Line Cinema e Three Foot Six, 2004, DVD.
2 Mappa di riferimento antartica: pubblicata da The American Geophysical Society.
3 All About Glaciers: How are Glaciers Formed ?: articolo pubblicato sul sito web del National Data Center of Snow and Ice, consultato a giugno 2015.
4 Glacier: articolo nella New World Encyclopedia, accessibile a giugno 2015.
5 Ulteriore accelerazione estiva di Jakobshavn Isbræ: I. Joughin, B.E. Smith, D.E. Shean e D. Floricioiu; Breve comunicazione pubblicata su The Cryosphere, 2014, accessibile a giugno 2015.
6 Viaggi in Alaska: John Muir, ReadaClassic.com, 172 pagine, 2012.
7 Al limite: monitorare i ghiacciai per osservare il cambiamento globale: John Weier, articolo sul sito web dell'Osservatorio della Terra della NASA, 1999, consultato a giugno 2015.
8 All About Glaciers: The Life of a Glacier: articolo pubblicato sul sito web del National Snow and Ice Data Center, visitato giugno 2015.
9 Retreat of Glaciers in Glacier National Park: articolo pubblicato sul sito web degli Stati Uniti Geoloigical Survey, visitato giugno 2015.
10 Time on the Shelf: David Herring, articolo pubblicato sul sito web dell'Osservatorio della Terra della NASA, 2005, consultato a giugno 2015.

Quali sono alcune delle caratteristiche erosive intagliate dai ghiacciai della valle?

Un circo è una piccola depressione a forma di scodella o anfiteatro. Un arête è una cresta stretta, ripida e frastagliata di roccia erosa. Un corno è un picco appuntito, scolpito nel ghiaccio, circondato da circhi e arête. (Un famoso corno nelle Alpi svizzere è il Cervino.) Una valle a forma di U si forma quando un ghiacciaio della valle scorre lungo una valle del torrente e il potere erosivo del ghiacciaio che scorre modifica la valle del torrente a forma di V in una piana, con pareti scoscese Valle a forma di U

La prossima volta che guarderai l'illuminazione della sequenza dei segnali luminosi nel film Il Signore degli Anelli - Il ritorno del re 1, prova a identificare alcune di queste incredibili caratteristiche erosive.

Circa l'autore

Sara Bennett insegna lezioni di geologia all'Università dell'Illinois occidentale e ama le escursioni nei parchi nazionali. Incoraggia tutti a fare passeggiate in luoghi naturali e immergersi nella bellezza della Terra.

Guarda il video: Clementino - Ghiacciai ft. Ntò (Giugno 2020).