aspetti generali sul glacialismo processi, forme e sedimenti L’ambiente glaciale aspetti generali sul glacialismo processi, forme e sedimenti Sedimenti glaciomarini e marini in Antartide (poco) effetti del glacialismo in Friuli (tanto) AA 2016-2017 GQt C 06

geolo Glaciologia: studio dei ghiacci, delle meteria, come si forma,. Come si muove. Geologia glaciale: studio dei depositi glaciali Geomorfologia: studio delle forme… Per questa parte C. Smiraglia, 1992. Guida ai ghiacciai, e alla glaciologia …Zanichelli AA 2016-2017 GQt C 06

La criosfera Neve e valanghe Ghiaccio e ghiacciai, glacerette e glacionevato (ghiaccio continentale) Iceberg, banchisa (ghiaccio marino) Permafrost AA 2016-2017 GQt C 06

Cos’è un ghiacciaio ? AA 2016-2017 GQt C 06

Grossvenediger, Austria, Alti Tauri GQt C 06

Il ghiaccio è un importante agente esogeno, modellatore della superficie terrestre, sia alle alte latitudini, che in ambiente alpino AA 2016-2017 GQt C 06

Cos’è un ghiacciaio ? Grande massa di ghiaccio naturale derivante dalla trasformazione della neve e permanente alla scala temporale umana (Llibourtry, 1965) Sistema aperto, caratterizzato da un incremento di massa (accumulo), un suo immagazzinamento e trasferimento (attraverso un flusso), una perdita di massa (ablazione) (Andrews, 1975) Cosa NON è un ghiacciaio ?? Valanghe Iceberg AA 2016-2017 GQt C 06

Fondamentalmente due..tipi di ghiacciai Ghiacciai alpini (di montagna) (St. Elias mountanins, Canada) Calotte glaciali (o continentali) Molto più ampi, Struttura radiale, + spessi al centro AA 2016-2017 GQt C 06 Ph.ff

Vecchia classificazione dei ghiacci Vecchia classificazione dei ghiacci. (Comitato Glaciologico Italiano e CNR, 1959-1962) Ghiacciai di montagna o locali Pirenaici: piccola zona di accumulo nel circo, manca la lingua Alpini: completo, lingua, zona di scorrimento Hymalaiani: fusione di più ghiacciai di tipo alpino Continentali (inslandis) AA 2016-2017 GQt C 06

Classificazione di Selby, 1985 NB class. morfologica Ulteriore classificazione più complessa AA 2016-2017 GQt C 06

Perche studiare l’ambiente e i depositi polari ? Studi paleoclimatici, ricostruire le variazioni del clima sulla Terra nel Quaternario e essere di supporto agli studi sul clima attuale Aspetti applicativi: in Canada, zona dei grandi laghi negli Stati Uniti , U.K., Scandinavia: il territorio è costituito da depositi glaciali, ma anche l’alta pianura padana. Irrigazione, energia idroelettrica, turismo d’altra quota. Geologia del Petrolio: Mare del Nord, margini antartici e periantartici https://www.nycgovparks.org/about/history/geology AA 2016-2017 GQt C 06

Ghiacciai e clima: Orombelli, 1990 Le variazioni di estensione e volume dei ghiacci condizionano: l’albedo, il livello del mare e quindi l’estensione e la forma della linea di costa. E anche la temperatura delle masse d’acqua e le correnti Gli spostamenti di massa tra calotte glaciali e oceano deformano la crosta terrestre (isostasia) I ghiacciai (come i laghi..) condizionano il microclima delle regioni in cui si trovano AA 2016-2017 GQt C 06

Quanti ghiacciai sulla Terra Quanti ghiacciai sulla Terra.. Tabella e grafico non riportano esattamente gli stessi dati AA 2016-2017 GQt C 06

AA 2016-2017 GQt C 06 Europa URSS+ ASIA Groenlandia America sett. SUPERFICIE (km2) Europa 53 967 Alpi 2 909 Pirenei 12 Scandinavia 3 174 Islanda 11 260 Svalbard 36 612 URSS+ ASIA 185 211 ex-URSS 77 223 Turchia-Iran-Afghanistan 4 000 Pakistan-India 40 000 Nepal-Buhtan 7 500 Cina 56 481 Indonesia 7 Groenlandia 1 726 400 America sett. 276 100 USA+Alaska 75 283 Canada 200 806 Messico 11 America Merid. 25 908 Venezuela 3 Colombia 111 equador 120 Perù 1 780 Bolivia 566 Argentina sett. 1 385 Cile sett. 743 Patagonia Terra del Fuoco 21 200 Africa 10 Nuova Zelanda e Is. Subant. 7 860 Nuova Zelanda 860 isole subantartiche 7 000 Antartide 13 586 310 15 861 766 AA 2016-2017 GQt C 06

NB il resto dell’area artica, il Polo Nord è un mare ghiacciato, Groenlandia: isola di 1.7-2.2 106 km2, di cui l’80% ricoperto da ghiacci, con uno spessore max di 3200 m In totale circa 2.7 - 2.8 106 km3 di ghiaccio (circa il 7 % delle acque dolci del globo) NB il resto dell’area artica, il Polo Nord è un mare ghiacciato, non è ghiaccio continentale AA 2016-2017 GQt C 06

Superficie 11.5 -13 106 km2, per più del 90% ricoperto da ghiaccio Antartide: Superficie 11.5 -13 106 km2, per più del 90% ricoperto da ghiaccio Spessore max del ghiaccio 4500 m Volume: 26.6 106 km3 90 % del ghiaccio, a circa l’75 % delle acque dolci del pianeta NB la geografia dell’Antartide sarà oggetto di un’altra lezione AA 2016-2017 GQt C 06

Il ghiaccio come roccia AA 2016-2017 GQt C 06

Sembra un’americanata, è un’americanata, però certi aspetti della Il ghiaccio è un roccia: magmatica: perche si forma per solidificazione di un fluido metamorfica perché ricristallizza allo stato solido sedimentaria perché si forma per compattazione del “sedimento neve”, si deposita in strati, si accumula in grandi spessori neve= sedimento; neve vecchia= roccia sedimentaria; ghiaccio: roccia metamorfica Sembra un’americanata, è un’americanata, però certi aspetti della geomorfologia glaciale e periglaciale si capiscono meglio “vedendo” e interpretando il ghiaccio come una roccia AA 2016-2017 GQt C 06

Formazione di un ghiacciaio Prima condizione: la neve caduta d’inverno non deve essere fusa durante la stagione estiva. Quindi ci devono essere zone in cui rimane la neve durante tutto l’anno: neve perenne. La neve rimane (e si trasforma in ghiaccio) Precipitazioni in forma di neve e temperature abbastanza basse per accumularla perché in estate non fa tanto caldo o perché d’inverno ne è caduta talmente tanta da non riuscire a fondere tutta d’estate.. La distribuzione dei climi sul pianeta fa si che la latitudine sia l’elemento fondamentale, ma non l’unico. Molto spesso (interno dell’Antartide), a climi molto freddi non corrispondono forti precipitazione nevose. AA 2016-2017 GQt C 06

Limite delle nevi perenni: latitudine Accumuli locali da: Vento e pendenza Ad esempio la figura parla di limite delle nevi perenne sulle Alpi a 2800 m Altri dati riportano; 2600 -2700 m per la val d’Aosta (poche precipitazioni); 1800-2000 per il Friuli (tante precipitazioni) Ulteriori differenze tra versante settentrionale e meridionale di una montagna AA 2016-2017 GQt C 06

Se la neve di una stagione non si fonde la neve della stagione successiva gli.. sedimenta sopra, la comprime sotto il suo peso…… I cristalli (sistema esagonale) cambiano forma, la porosità (l’aria tra i granuli) diminuisce La densità (rapporto massa /volume) aumenta Neve: 100-200 -> firn -> ghiaccio 800-900 kg/m3 Si parla di ghiaccio quando i cristalli sono concatenati tra loro e le bolle d’aria isolate AA 2016-2017 GQt C 06

Trasformazione ghiaccio-neve Anche a temperature < 0 °C i cristalli di neve fondono per dissoluzione da pressione La pressione fa si la parte più profonda dei ghiacciai (prof. > 50 -60) si muova in modo plastico, la parte superficiale in modo rigido (crepacci) Vengono indicati tempi e profondità delle trasformazioni, ma non viene specificato dove (Antartide, Groenlandia) (dal Mershak) AA 2016-2017 GQt C 06

Tempo: da decine di anni a migliaia di anni Formazione del Firn: Tempi e profondità: molto variabili, in funzione dell’accumulo della neve Tempo: da decine di anni a migliaia di anni Groenlandia: 66 metri di prof., 100 anni di accumulo Vostok (Antartide): 100 m, ma 4000 anni di accumulo Ghiacciao in Alaska: 13 m, 3 - 5 anni AA 2016-2017 GQt C 06

E si porta a quote inferiori, dove nevica di meno e fa più caldo…. Herbert Glacier, Alaska Raggiunto un certo spessore il ghiaccio si muove sotto l’azione della gravità E si porta a quote inferiori, dove nevica di meno e fa più caldo…. Gradienti di pressione: spessore del ghiaccio, quota della sommità del ghiaccio, pendenza della superficie topografica AA 2016-2017 GQt C 06

ELA equilibrium line altitude La linea che separa Accumulo e Ablazione è il limite delle nevi perenni ELA equilibrium line altitude AA 2016-2017 GQt C 06

Come un ghiacciaio si consuma: l’ablazione FUSIONE: per fusione (ghiaccio  acqua) della parte terminale del ghiacciaio CALVING.: distacco di iceberg. Ovviamente quando il ghiacciaio raggiunge il mare Sublimazione: variazione di stato direttamente da solido a vapor acqueo Erosione eolica: legata a forti venti. Ma più che un metodo..autonomo è un modo per favorire fusione e sublimazione Briksdal Glacier, Norvegia, parco nazionale AA 2016-2017 GQt C 06

Parti principali di un ghiacciaio Accumulo: precipitazioni nevose che si trasformano in ghiaccio Ablazione: per fusione, sublimazione o distacco di parti AA 2016-2017 GQt C 06

Bilancio annuale di massa Somma algebrica di accumulo e ablazione Accumulo prevalente durante l’inverno, nel tratto a monte dell’ELA Ablazione durante l’estate… NB - 4 modalità di accumulo - accumulo e ablazione avvengono in tempi..diversi, ma anche in luoghi diversi (vedi slide precedente) AA 2016-2017 GQt C 06

Ghiaccio sul mare: ghiaccio marino e ghiaccio continentale Ghiaccio ancorato sul continente Ghiaccio galleggiante (iceberg) Riduzione progressiva. Riscaldamento globale =? AA 2016-2017 GQt C 06

Il distacco di iceberg procede ..a scatti. Drygalski Ice Tongue: lo sbocco a mare del David Glacier (200.000 km2) NB l’Italia ha poco più di 300.000 km2 AA 2016-2017 GQt C 06

Marzo 2006: un iceberg che si era staccato anni prima dalla Ross Ice Shelf si incastra contro la punta del Drygalski Ice Tongue AA 2016-2017 GQt C 06

Quindi gli icebergs galleggiano Iceberg: 900 kg/m3 Acqua: 1000 kg/m3 Quindi gli icebergs galleggiano AA 2016-2017 GQt C 06

Il livello del mare aumenta ! Fondamentale: Se del ghiaccio continentale fonde Se del ghiaccio continentale rilascia iceberg Il livello del mare aumenta ! AA 2016-2017 GQt C 06

Ma quando l’iceberg fonde…il livello del mare non cambia più Questo argomento verrà approfondito più avanti… AA 2016-2017 GQt C 06

Bilancio di massa glaciale Accumulation < ablation Il fronte glaciale arretra, il volume diminuisce il livello del mare…. - Accumulation = ablation la posizione del fronte è stabile - Accumulation > ablation La fronte avanza e/o il volume complessivo aumenta Comunque il ghiaccio si muove sempre da monte a valle.. Vediamo come.. AA 2016-2017 GQt C 06

Come si muovono i ghiacciai ?? Il primo motore è la gravità, e ci deve essere uno spessore minimo: diverse decine di metri… Ghiacciai temperati: c’é uno strato di acqua al fondo o acqua + sedimento Ghiacciai polari per scorrimento interno…o per deformazione interna, dei singoli cristalli o per la formazione di pellicole d’acqua tra un cristallo e l’altro AA 2016-2017 GQt C 06

Classificazione termica dei ghiacciai Ghiacciaio caldo o temperato: la massa glaciale ha circa 0 gradi o meglio quando la sua massa (o parte della sua massa) raggiunge la temperatura di Fusione. La temperatura di fusione è 0 gradi alla normale pressione atmosferica, ma scende quando aumenta la pressione. Non di molto….POCO MENO DI 1 °C per 1000 m Ghiacciai freddi o polari: tutta la massa glaciale è a temperature inferiori a quella di fusione Ghiacci subpolari: temperature in estate, in superficie maggiori di 0 gradi, inferiori all’interno: es Baia di Baffin. Ghiacciai sempre temperati, ghiacciai sempre freddi, e ghiacciai…variabili AA 2016-2017 GQt C 06

Ghiacci freddi  flusso plastico Flusso + lento pochi cm al giorno Lente deformazioni interne, spostamenti infinitesimali tra cristallo e cristallo, ricristallizzazione O formazione un velo d’acqua tra cristallo e cristallo Forte attrito al fondo AA 2016-2017 GQt C 06

? Ghiacciai temperati Acque di fusione Movimenti più veloci diverso modo di erodere il substrato In Nichols, 1999 ? AA 2016-2017 GQt C 06

A voler essere precisi: due tipi di scivolamento basale Velocità (Siegert) Deformazione interna: pochi m/yr Scivolamento basale: decine e centinaia m/yr Scivolamento basale su terreno deformabile: Centinaia e talvolta poche migliaia m/yr AA 2016-2017 GQt C 06

Quanto si muovono i ghiacciai ?? Più probabile metri all’anno Quanto si muovono i ghiacciai ?? Velocità: da 10 a 300 m all’anno Decine di metri per i ghiacciai polari; centinaia di metri per i ghiacciai temperati Crepacci e seracchi in sup., poi sotto la pressione li chiude, il ghiaccio si deforma AA 2016-2017 GQt C 06

Velocità di movimento AA 2016-2017 GQt C 06

O meglio si chiudono perchè il ghiaccio si muove in modo plastico I crepacci si aprono in corrispondenza delle rotture di pendio, trasversali e longitudinali. Sono fenomeni superficiali, in profondità la pressione li chiude. O meglio si chiudono perchè il ghiaccio si muove in modo plastico AA 2016-2017 GQt C 06

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Centro Antartide: 8-10 cm yr, al margine: Ice stream: larghi fino a 50 km Si muovono fino a 1000 m all’anno (Ice Stream B), 600 m anno (Ice Stream C) . Più veloci in periferia, al contatto con il mare. Attivi da 200-250 anni ??? In queste condizioni: scivolamento basale AA 2016-2017 GQt C 06

Surge glacier: variazioni temporali nella velocità dei ghiacciai Durata: mesi La velocità raddoppia, triplica, decuplica e aumenta lo spessore Del ghiaccio presso la fronte NON sono correlati a variazioni Climatiche o meterologiche Sicuramente legate alla presenza di acque di fusione (enhanced basal lubrification by meltwater) AA 2016-2017 GQt C 06

I ghiacciai avanzano e si ritirano I ghiacciai avanzano e si ritirano. NON si inverte il flusso del ghiaccio semplicemente cambia il bilancio: Ablazione >> alimentazione e il volume del ghiaccio diminuisce e La quota della fronte si Sposta verso quote più elevate AA 2016-2017 GQt C 06