A geomorfologia glacial engloba o estudo de formas de terra e paisagens modificadas pela ação do gelo glaciar. Nos últimos 2,6 milhões de anos, o Período Quaternário, ciclos repetitivos de glaciação e deglaciação têm refeito fundamentalmente a superfície da Terra, particularmente em grandes porções da América do Norte, Europa e Ásia. O imenso movimento de massas e de movimentos lentos e lentos de gelos e glaciares de vales têm aplainado para baixo as montanhas, escavadas bacias profundas e deixado para trás um registro sedimentar complexo. Compreender este sistema não é apenas sobre a leitura do passado geológico; fornece um quadro necessário para prever respostas da paisagem às mudanças climáticas contemporâneas, incluindo taxas de subida do nível do mar e a estabilidade das encostas modernas de montanha.

O Sistema Glacial

As geleiras são sistemas dinâmicos cujo comportamento é regido pelo clima, topografia e suas propriedades térmicas e mecânicas internas. Não são corpos uniformes de gelo. Ao invés, contêm zonas distintas de acumulação e ablação, e seu fluxo varia de fluência interna lenta a rápida elevação.

Equilíbrio de massa e dinâmicas de geleiras

A saúde de uma geleira é determinada pelo seu balanço de massa, a diferença líquida entre a acumulação (queda de neve, recongelamento da água derretida) e a ablação (derretimento, sublimação, parto). Na zona de acumulação, tipicamente em elevações mais elevadas, a neve persiste durante todo o ano e comprime- se em abeto e, eventualmente, em gelo glacial. Este gelo denso flui então sob a descida da gravidade para a zona de ablação, onde as temperaturas são mais quentes e o gelo é perdido. Um glaciar avança quando a acumulação excede a ablação durante um período sustentado; recua quando a a ablação domina. Este equilíbrio é um indicador sensível do clima, tornando as geleiras uma das proxies mais visíveis para o aquecimento global. O Centro Nacional de Dados de Neve e Gelo fornece dados essenciais sobre as tendências globais do equilíbrio de massas das geleiras.

Mecânica do Fluxo de Gelo

O gelo move-se através de dois mecanismos primários: deformação interna e deslizamento basal. A deformação interna envolve a fluência de cristais de gelo sob pressão, um processo que se torna dominante em geleiras a frio onde o gelo é congelado para o substrato subjacente. Em contraste, geleiras à base de calor ou temperadas, que estão no ponto de fusão ao longo de sua espessura, deslizam sobre seus leitos. Este deslizamento é lubrificado por um fino filme de água derretida. Esta distinção é crítica na geomorfologia porque o deslizamento impulsiona a erosão subglacial e a deformação de sedimentos. Gelares ascendentes, que periodicamente passam por avanços rápidos, representam um extremo fim de variabilidade de fluxo e podem reformar drasticamente paisagens proglaciais em curtos períodos.

Regimes Térmicos

O regime térmico de uma geleira influencia profundamente sua capacidade erosional. Geleiras politermais, que têm uma margem de base fria, mas um interior de base quente, exibem padrões complexos de erosão e deposição. Geleiras de base fria, congeladas para o seu leito, são em grande parte protetoras, preservando paisagens antigas abaixo delas. Gelatras de base quente, no entanto, são altamente erosivas. A transição entre esses estados térmicos em resposta às mudanças climáticas pode mudar uma geleira de um protetor de paisagem para um eficiente eróder, um fenômeno observado nas regiões de aquecimento rápido da Península Antártica.

Processos de Erosão Glacial

A erosão glacial opera através de um conjunto de processos inter-relacionados que são muito mais eficientes do que a ação fluvial ou eólica em ambientes climáticos específicos. Os mecanismos primários são a abrasão, a pedreira (também chamada de desembaciamento) e a erosão por água derretida subglacial. A eficácia desses processos está diretamente ligada à velocidade de deslizamento basal, à pressão efetiva no leito e à dureza da rocha.

Abrasão e acabamento de rocha

Como uma geleira desliza sobre o seu leito, fragmentos de rocha incorporados no gelo basal actuam como lixa grossa. Este processo, conhecido como abrasão, moedura para baixo a rocha, produzindo características diagnósticas, tais como estrias, sulcos, e esmalte glacial. Estrias são finos arranhões que indicam a direção do fluxo de gelo. Em uma escala maior, roches moutonnées são assimétricas pedras de rocha de leito criados por uma combinação de abrasão no lado do tronco (up-ice) e pedreiras no lado leo (down-ice). A farinha de rocha finamente moída produzida por abrasão é um componente principal do sedimento glaciofluvial e dá fluxos de água de fusão glacial sua característica azul leitosa ou cinza cor.

Quarrying e Fratura

A perfuração é um processo mecânico onde o gelo da geleira arranca blocos de rocha da cama. Isto requer que a rocha seja fraturada, seja por articulações pré-existentes ou por fraturas de estresse induzidas pelo peso e movimento do gelo. A água derretida desempenha um papel chave infiltrando essas fraturas, recongelando e expandindo-se através da ação de corte de gelo, enfraquecendo a rocha. A adesão do gelo à superfície rochosa, combinada com o arrasto do gelo fluindo, puxa esses blocos soltos. A perfuração é mais eficaz em rochas duras, cristalinas como granito e gneis, onde cria a topografia craggy degrau, comum em cenários alpinos.

Erosão Subglacial de Meltwater

A água derretida na base de uma geleira é um poderoso agente de erosão e transporte. A água flui sob alta pressão através de sistemas de condutas, tais como canais Nye (cortados em rocha) e canais Rothlisberger (cortados para cima no gelo). Esta água turbulenta pode transportar grandes volumes de sedimentos, cortando gargantas profundas e estreitas conhecidas como vales de túneis. Estes canais de água derretida subglacial são frequentemente preservados como redes complexas após deglaciação, fornecendo informações sobre as condições hidráulicas sob antigas camadas de gelo.

Formas de terrenos deposicionais glaciais

O sedimento transportado por geleiras é depositado, criando um conjunto de formas de terra distintas. Estes depósitos são amplamente classificados como till (sedimento depositado diretamente pelo gelo) e sedimento glaciofluvial (depositado por correntes de água derretida). O arranjo espacial destes depósitos registra a história do avanço glacial, estagnação e retirada.

Deposição direta: Till e Moraines

A construção de uma plataforma de alojamento é uma mistura pobre e heterogênea de argila, lodo, areia, cascalho e pedregulhos. A construção de uma forragem é rebocada sobre a cama sob uma geleira em movimento, resultando em um sedimento denso e compactado. Ablação até se acumula na superfície enquanto uma geleira derrete, formando uma cobertura solta e instável. Morainas são cumes de acumulados até que marcam antigas margens de gelo. Moraínas terminais representam o avanço mais distante de uma geleira, enquanto moraínas recessionais marcam pausas ou reavances durante o recuo geral. Os sistemas de moraína de grande extremidade da região dos Grandes Lagos na América do Norte, depositados pela Folha de Gelo Laurentide, são exemplos clássicos destas características.

Camas Subglaciais

Abaixo de correntes de gelo de fluxo rápido, os sedimentos subglaciais podem ser moldados em formas de leito simplificadas. Os tambores são as características mais reconhecidas. São colinas alongadas em forma de lágrima, mais íngremes na extremidade de gelo e mais baixas. A sua formação precisa ainda é debatida, mas acredita-se que se formam na interface de leito de gelo através de uma combinação de erosão e deposição relacionada com variações no deslizamento basal e deformação de sedimentos. As linhas glaciais em mega-escala (MSGLs) são ainda maiores, formas de leitos altamente alongadas que são o diagnóstico da atividade anterior do fluxo de gelo. Estas formas de terra são essenciais para reconstruir os padrões de fluxo de folhas de gelo paleo.

Deposição de água derretida: Eskers e Outwash

Os esquiadores são sinuos, os cumes sinuosos, sinuosos, compostos de areia e cascalho ordenados. Eles são depositados por correntes que fluem dentro ou abaixo do gelo estagnado ou lentamente recuando. À medida que o gelo derrete, o depósito do canal é rebaixado na paisagem, preservando o caminho do antigo rio. Os esquires são aquíferos de águas subterrâneas vitais em muitas regiões anteriormente glaciadas. Além da margem de gelo, os fluxos de água derretida depositam sedimentos em planícies largas e trançadas chamadas sandar. Estas planícies exibem uma sequência clássica de acabamento para cima, com sedimentos mais grosseiros depositados perto da margem de gelo e areias e lodos mais finos levados mais abaixo.

Ambientes Lacustrinos

Os lagos glaciais são características comuns em terrenos deglaciados. Eles formam em depressões vasculhadas pelo gelo ou represados atrás de moraínas. Os sedimentos finos que se instalam nesses lagos produzem varvas, que são camadas anuais de sedimento consistindo de uma camada de sedimento de verão grosseira e uma fina camada de argila de inverno. Varvas são inestimáveis para a reconstrução paleoclimática, porque fornecem um registro preciso, anual, de descarga de água derretida glacial. Debris rafted gelo, ou dropstones, encontrados dentro destes sedimentos lago registram a presença de icebergs. Glaciers antiárcticos fornece excelentes recursos nestes processos deposicionais.

Paisagens Erosionais

As paisagens glaciais mais dramáticas e reconhecíveis são erosionais. Estas características, esculpidas em rocha, fornecem um registro de alta resolução do poder erosional do gelo. As glaciações alpinas e continentais produzem distintas, mas sobrepostas, suítes de formas de terra.

Formas de terrenos alpinos: Cirques, ArÃates e Horns

Os glaciares do vale originam-se em depressões em forma de tigela chamadas círculos. Os Cirques são formados por deslizamento rotacional e intensivelmente travamento de gelo na parede da cabeça. O Matterhorn é um exemplo clássico de um chifre glacial, um pico em forma de pirâmide criado onde três ou mais círculos são erodidos de volta para o mesmo bloco de montanha. Os cumes afiados, faca-edge que separam círculos adjacentes são chamados arÃates. Estas formas de terra são as marcas de glamação alpina e são encontrados em cadeias de montanhas em todo o mundo, desde o Himalayas aos Andes e aos Alpes Europeus.

Glaciação do Vale: Vales e fiordes em U

Glaciers transformam dramaticamente vales de rio pré-existentes. Um vale de rio estreito, em forma de V é ampliado, aprofundado e endireitado por erosão glacial, resultando em um vale em U largo, íngreme. O chão de um vale em forma de U é muitas vezes notavelmente plano, coberto com sedimento de lagarta ou glaciofluvial. Vales suspensos são vales tributários que entram no vale em forma de U principal em uma elevação mais alta, muitas vezes criando cachoeiras espetaculares. Quando um vale em forma de U é inundado pelo mar, torna-se um fiorde. Fjords estão entre as características costeiras mais profundas na Terra, muitas vezes estendendo centenas de metros abaixo do nível do mar. O Sognefjord na Noruega, por exemplo, atinge profundidades de mais de 1.300 metros. A geomorfologia dos fiordes fornece uma história detalhada de glaciações Quaternary repetidas.

Geomorfologia Glacial em Ciência do Clima

A geomorfologia glacial é uma pedra angular da ciência quaternária. As formas de terra e os sedimentos deixados para trás por lençóis de gelo passados são o arquivo principal para entender como o sistema climático da Terra opera em escalas de tempo centenárias a milenar.

Paleo-Glaciologia e Reconstrução de Folhas de Gelo

A distribuição de moraínas, tamborins e canais de água derretida permite aos cientistas reconstruir a extensão, espessura e padrões de fluxo de antigos lençóis de gelo. A datação por nuclides cosmogênicos de superfícies de rocha de rocha exposta pode determinar o tempo de deglaciação, fornecendo cronologias precisas para o recuo de lâminas de gelo. Estas reconstruções são essenciais para calibrar modelos numéricos de placas de gelo usados para prever o comportamento futuro das Folhas de Gelo da Groenlândia e Antártida. Compreender como o Folha de Gelo Laurentide entrou em colapso no final do último período glacial fornece insights fundamentais em potenciais cenários de subida futuros de nível de mar.

Ajuste Isostático Glacial e Nível do Mar

O imenso peso das placas de gelo continentais deprime a litosfera da Terra no manto. Este processo de ajustamento isostática glacial continua muito depois de o gelo ter derretido. A região da Baía de Hudson, no Canadá, por exemplo, ainda está a recuperar da remoção da Folha de Gelo Laurentida. Este movimento crustal em curso tem um impacto significativo na subida relativa do nível do mar em diferentes partes do mundo. Os geomorfologistas mapeam praias elevadas e linhas de costa para medir esta recuperação, fornecendo dados críticos para compreender as impressões digitais do nível do mar e para o planeamento costeiro. O ] Relatório Especial IPCC sobre o Oceano e a Criosfera] destaca a importância destes processos.

Paisagens e perigos paraglaciais

À medida que as geleiras recuam, elas deixam para trás paisagens altamente instáveis. Este período "paraglacial" é caracterizado por elevadas taxas de desperdício de massa, incluindo deslizamentos de terra, fluxos de detritos e falhas de inclinação. A remoção do apoio de gelo dos lados do vale pode desencadear avalanches rochosas catastróficas. Os lagos glaciais, represados por moraínas instáveis, representam um perigo significativo através de inundações de inundações de lagos glaciais (GLOFs). O mapeamento geomórfico em ambientes de altas montanhas é essencial para avaliar estes riscos, uma vez que o rápido recuo das geleiras alpinas num mundo de aquecimento está a abrir terreno novo e muitas vezes instável. A frequência de GLOFs em regiões como o Himalayas e o Andes aumentou, tornando a geomorfologia paraglacial uma ciência de perigo diretamente aplicada.

Conclusão

A geomorfologia glacial fornece uma compreensão abrangente das forças poderosas que moldaram muitas das paisagens mais icónicas do mundo. Da rocha polida do Escudo Canadense até aos fiordes profundos da Noruega, a evidência da acção glacial é um testemunho da história climática dinâmica do planeta. O campo está longe de ser puramente histórico. Desempenha um papel essencial na ciência climática contemporânea informando modelos de comportamento de chapas de gelo, subida do nível do mar e estabilidade da paisagem. À medida que as temperaturas globais continuam a subir e as geleiras recuam em todo o mundo, os princípios da geomorfologia glacial são mais relevantes do que nunca, oferecendo insights sobre os perigos e mudanças ambientais que irão definir o futuro das regiões de alta latitude e alta altitude. O estudo destes processos é fundamental para antecipar como a superfície do nosso planeta continuará a evoluir sob as pressões de um clima em mudança.