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recesión provocada por el deshielo

Un deslizamiento de deshielo regresivo ( RTS ) es un tipo de deslizamiento de tierra que ocurre en la región terrestre de permafrost del hemisferio norte circumpolar cuando se d...

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Un deslizamiento de deshielo regresivo ( RTS ) es un tipo de deslizamiento de tierra que ocurre en la región terrestre de permafrost del hemisferio norte circumpolar cuando se descongela una sección rica en hielo. Los RTS se desarrollan rápidamente y pueden extenderse por varias hectáreas (entonces a menudo llamados "megaslizamiento") modificando las costas árticas y el terreno de permafrost. [ 1 ] Son la característica más activa y dinámica del termokarst : el colapso de la superficie terrestre a medida que se derrite el hielo del suelo. [ 2 ] [ 3 ] Son fallas de laderas termokarst debido al deshielo abrupto del permafrost rico en hielo o terrenos glaciares. [ 4 ] [ 5 ] Estos deslizamientos de tierra en forma de herradura contribuyen al deshielo de hectáreas de permafrost anualmente y se consideran una de las características más activas y dinámicas del termokarst. [ 2 ] [ 3 ] Se encuentran en regiones de permafrost o glaciares del hemisferio norte : la meseta tibetana , Siberia , desde el Himalaya hasta el norte de Groenlandia, y en los Territorios del Noroeste (NWT) del norte de Canadá, los Territorios del Yukón , Nunavut y Nunavik y en el estado estadounidense de Alaska . El RTS más grande del mundo está en Siberia : el cráter Batagaika , también llamado "megaslump", tiene un kilómetro de largo y 100 metros (330 pies) de profundidad y crece 100 pies (30 m) anualmente. El terreno comenzó a hundirse y el cráter Batagaika comenzó a formarse en la década de 1960, después de la tala rasa de una sección de área boscosa.  

Desarrollo y formación

En la pared del acantilado de un deslizamiento de deshielo regresivo situado en la costa sur de la isla Herschel , se observan varios tipos de hielo subterráneo masivo, incluyendo cuñas de hielo e hielo intrasedimentario. Esta formación presenta una pared frontal que mide más de 22 m de altura y más de 1,3 km de longitud. El tamaño de este acantilado ha ido aumentando anualmente desde que se midió por primera vez en 1950 a partir de fotografías aéreas.

A medida que el permafrost rico en hielo y el terreno glaciar se descongelan, el hielo del suelo que se derrite provoca el colapso de la superficie terrestre a través de una serie de procesos que dan como resultado la formación de una superficie terrestre irregular, llamada termokarst, compuesta de montículos y depresiones. [ 6 ]

Los deslizamientos regresivos por deshielo son las "características geomorfológicas más activas del terreno de permafrost termocárstico". [ 7 ] El permafrost data de hace cientos de miles de años; el termokarst y sus características , como los deslizamientos regresivos por deshielo , que son fallas de ladera, se han iniciado por la alteración del terreno asociada con la tala rasa de bosques, la construcción de líneas sísmicas y carreteras. [ 8 ]

El deslizamiento de deshielo regresivo se forma sobre hielo masivo o permafrost rico en hielo, que a menudo está cubierto por una capa de vegetación de tundra debajo de la cual puede encontrarse una capa de turba. [ 9 ] La superficie RTS es convexa y se ubica en el hombro de la ladera. [ 10 ]

El deshielo más intenso se produce en las laderas orientadas al sur y al oeste. [ 11 ] Ballantyne describe cómo, al derretirse el hielo del escarpe, provoca una rápida evolución de la falla regresiva de la pendiente o deslizamiento. Este deslizamiento de tierra "expone una nueva cara" de permafrost rico en hielo. [ 11 ] A medida que se produce el deshielo, el escarpe de cabecera, empinado y erosivo, rico en hielo, retrocede al colapsar. Se acumula una capa activa de sedimento basal [ 9 ] que fluye por un fondo de deslizamiento de baja pendiente. Este fluye ladera abajo al "colapsar hasta la base de la exposición". [ 12 ] El fondo o base del deslizamiento de deshielo regresivo está cubierto de sedimentos: flujos de lodo y colinas trenzadas. [ 9 ] A medida que el escarpe de cabecera retrocede progresivamente, el fondo del deslizamiento se extiende. [ 9 ]

A medida que las laderas se descongelan, el permafrost rico en hielo queda expuesto y se convierte en una mezcla de lodo. [ 12 ] "Los procesos termocársticos pueden causar que los lagos se agranden, que las turberas colapsen y que se desarrollen deslizamientos de tierra o derrumbes por deshielo." [ 12 ] [ a ] ​​"Los derrumbes por deshielo regresivos se encuentran entre las características geomorfológicas más activas en terrenos de permafrost." [ 13 ]

Un estudio de 2009 clasificó los deslizamientos como activos, estables y antiguos. Un deslizamiento activo es aquel que tiene una pared frontal claramente definida y áreas desnudas; y un deslizamiento estable es aquel que tiene límites claramente definidos y está completamente cubierto de vegetación. El relieve de la pared frontal de un deslizamiento antiguo es una cicatriz tenue en el terreno cubierto de vegetación de tundra. [ 14 ]

Terminología geomorfológica

La morfología de RTS comprende una pared vertical, una escarpa inclinada, un piso lleno de depósitos de flujo y un lóbulo que transporta sedimentos descongelados ladera abajo. [ 1 ] La morfología de RTS comprende la pared, la escarpa; un piso y un lóbulo. [ 15 ] [ 1 ] La pared vertical es empinada y rica en hielo; la escarpa inclinada es una "zona de cicatriz de bajo ángulo" compuesta de lodo descongelado; el lóbulo es una lengua de detritos en deslizamientos activos que está compuesta de materiales saturados que fluyeron ladera abajo. [ 15 ]

Los deslizamientos de deshielo regresivos son fallas de taludes debidas al deshielo abrupto del permafrost rico en hielo. [ 16 ] También se les ha llamado deslizamientos de hielo subterráneo, [ 17 ] termocircos, [ 18 ] flujos de lodo de tundra, [ 19 ] deslizamientos de flujo regresivo, [ 20 ] y flujos bimodales. [ 21 ] [ 13 ] Estos términos ya no son recomendados por el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo (NSIDC). [ 21 ]

Los yedomas son depósitos de permafrost muy rico en materia orgánica [ 22 ] y en hielo, con un contenido de hielo que representa del 50 al 90% de su volumen. [ 23 ] Gran parte de los depósitos de yedoma han estado congelados desde hace 10 000 años, en la era del Pleistoceno . [ 22 ] En 2011, el dominio de yedoma cubría 1 000 000 de kilómetros cuadrados (390 000 mi² ; 100 000 000 ha; 250 000 000 acres) de la zona norte de permafrost, [ 24 ] principalmente en Siberia, incluyendo el norte de Yakutia , y también en Alaska, y en el norte de Canadá, incluyendo los Territorios del Yukón. [ 25 ] [ 22 ] [ b ]  

Un deslizamiento de deshielo regresivo es un deslizamiento lento causado por el deshielo del yedoma . [ 26 ] [ 27 ] Debido a que los depósitos de yedoma son ricos en hielo, son "especialmente propensos a procesos de deshielo rápido" y "altamente vulnerables a perturbaciones como los procesos de termokarst y termoerosión". [ 28 ] [ c ]

Según la definición del Glosario multilingüe de términos relacionados con el permafrost y el hielo subterráneo, compilado por el Grupo de trabajo de terminología de la Asociación Internacional del Permafrost (IPA), "los deslizamientos de deshielo regresivos consisten en una pared vertical empinada que retrocede de forma regresiva debido al deshielo, y un flujo de detritos formado por la mezcla de sedimentos descongelados y agua de deshielo que se desliza por la cara de la pared vertical y fluye lejos". [ 29 ]

Distribución geográfica

Los deslizamientos de deshielo regresivos son formas de permafrost o regiones glaciares y pueden encontrarse en el hemisferio norte y la meseta tibetana , desde el Himalaya hasta el norte de Groenlandia, en el norte de Canadá y Alaska. [ 16 ] [ 30 ] [ 31 ] Los deslizamientos de deshielo regresivos "se encuentran comúnmente en las orillas de ríos y lagos del norte y a lo largo de la costa ártica, especialmente donde la socavación es activa". [ 13 ]

Alaska

Llanura costera ártica, lago Teshekpuk, Alaska, por Brandt Meixell, USGS.

Canadá

Se han inventariado miles de RTS en el norte de Canadá. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 3 ] Se identificaron 212 RTS, que variaban en tamaño "de 0,4 a 52 ha, con 10 deslizamientos que superaban las 20 ha", en la extensión occidental de la capa de hielo Laurentina en la región de las montañas Richardson y la meseta Peel del noroeste de Canadá ; de estos, "189 han estado activos desde al menos 1985". [ 10 ] Estos deslizamientos de deshielo afectan el terreno de permafrost en el noroeste de Canadá, donde se han identificado miles de ellos. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 3 ]

Estudios plurianuales han cartografiado y monitoreado los RTS en el delta del río Mackenzie desde 1950. Los investigadores encontraron "tasas de crecimiento significativamente más altas" de RTS entre 1973 y 2004 que entre 1950 y 1973, lo que sugiere que "un factor regional de crecimiento de deslizamientos ha suplantado los controles específicos del sitio". [ 35 ]

Los recientes deslizamientos de tierra en el lago Tiktalik, en el Ártico occidental, han provocado grandes derrumbes por deshielo —que miden varios cientos de pies tanto de ancho como de profundidad— , lo que indica la rápida degradación del permafrost. Según el New York Times , estos derrumbes por deshielo «son la evidencia más dramática de un fenómeno que podría convertir a los inuvialuit locales en los primeros refugiados climáticos de Canadá». Los residentes de Tuktoyaktuk —una aldea cercana al derrumbes— se enfrentan a la pérdida de sus hogares a medida que la aldea se hunde en el permafrost. [ 36 ]

Porcelana

A través de la meseta tibetana —también conocida como meseta Qinghai-Tíbet (QTP) — el estrecho corredor de ingeniería de 632 kilómetros (393 millas) de longitud sobre permafrost —el Corredor de Ingeniería Qinghai-Tíbet— conecta Lhasa, en el interior de China , con Golmud, en la Región Autónoma del Tíbet . Un inventario de 2022 identificó 875 RTS ampliamente distribuidos, [ 37 ] a lo largo del corredor altamente desarrollado con importantes infraestructuras, incluyendo el ferrocarril Qinghai-Tíbet y la carretera Qinghai-Tíbet , "así como torres de energía y comunicaciones". [ 38 ] 

Rusia

Cráter de Batagaika

Dos tercios del territorio ruso consisten en terreno de permafrost, que representa la mayor proporción del mundo. [ 26 ] En el centro de Yakutia, en la taiga de Siberia Oriental , en el distrito de Verkhoyansky de la República de Sajá, se encuentra el mayor deslizamiento de deshielo regresivo del mundo, el cráter Batagaika . [ 26 ] Debido a su enorme tamaño —tiene 1 km (0,62 millas) de largo y 100 metros (330 pies) de profundidad y crece anualmente [ 39 ] — el cráter Batagaika ha sido denominado un «megasliz» — un gran deslizamiento de deshielo regresivo. [ 40 ] [ 39 ] El cráter es una característica de una depresión termocárstica; a diferencia de otras depresiones termocársticas en terreno de permafrost —incluidas las que se encuentran en el norte de Canadá— el cráter Batagaika es mucho más profundo, de «dos a tres veces más profundo». [ 27 ]   

En 2016, el profesor Julian Murton de la Universidad de Sussex dirigió una expedición para realizar un estudio piloto del cráter Batagaika , «uno de los sitios más importantes del mundo para el estudio del permafrost». [ 27 ] Los residentes locales que viven cerca del cráter lo llaman «puerta al infierno». [ 26 ] El pueblo yakutiano cree que el cráter es la puerta al inframundo, uno de los tres mundos, que incluyen el mundo superior y el mundo medio. [ 27 ]

Se ha estimado que la capa inferior del sedimento del permafrost tiene "al menos seiscientos cincuenta mil años", según la datación por luminiscencia de los sondeos extraídos por Murton y su equipo. [ 26 ] Murton afirmó que esto significa que el permafrost "sobrevivió al período interglacial anterior, que comenzó hace unos ciento treinta mil años ... El permafrost más antiguo de Eurasia lleva existiendo más de medio millón de años ... Dado que sobrevivió a intensos eventos de calentamiento global en el pasado, debe ser bastante resistente". [ 26 ]  

Aunque el permafrost es resistente, no es invulnerable. El cráter Batagaika comenzó a formarse en la década de 1960, tras la tala rasa de una gran área boscosa. Desde entonces, ha crecido 30 metros (100 pies) al año. [ 26 ] En 2008, se produjeron grandes inundaciones en la zona que aceleraron el crecimiento de la depresión. [ 27 ] 

En 2016 y 2017, un grupo de investigadores estudió deslizamientos de tierra regresivos por deshielo en el noreste de Siberia: uno en la isla Kurungnakh, en el delta del río Lena, y el segundo en Duvanny Yar, cerca del río Kolyma . En 2018, un equipo internacional de científicos encontró un nematodo en una madriguera de ardilla del Pleistoceno en el afloramiento de Duvanny Yar, con una antigüedad estimada de unos 32 000 años. Los científicos descongelaron el nematodo; este revivió y comenzó a moverse y alimentarse, convirtiéndose así en uno de los animales multicelulares vivos más antiguos de la Tierra. [ 41 ] [ 42 ]

Mongolia

En el valle de Akkol , uno de los tres valles en forma de U —junto con Taldura y Karaoyuk— que conforman la cordillera Chuyskiy Sur de las montañas Altai en Mongolia, se observa un deslizamiento de deshielo regresivo de tipo pingo. Durante el Holoceno, estos tres valles estuvieron cubiertos de hielo en diferentes épocas. [ 43 ] Entre las características indicadoras de permafrost del valle de Akkol se encuentran los glaciares rocosos y los pingos . [ 43 ]

cambio climático

A medida que el clima se calienta, los deslizamientos de tierra regresivos por deshielo, denominados "termokársticos que alteran el terreno", representan los "cambios más rápidos y drásticos" en las regiones de permafrost. [ 44 ]

El permafrost en el hemisferio norte, que cubría aproximadamente 23.000.000 de kilómetros cuadrados (8.900.000 mi² ; 2,3 × 10⁹ ha ; 5,7 × 10⁹ acres ) , lo que representa el 24% del área terrestre, a partir de 1997 [ 45 ] es vulnerable al calentamiento climático. [ 28 ] De los 950 mil millones de toneladas de carbono estimados en el permafrost, el dominio de yedoma almacena poco menos del 50% de este carbono. [ 22 ]  

Los RTS "representan una respuesta paisajística particularmente dramática que se espera que se intensifique en magnitud y frecuencia con el cambio climático futuro". [ 4 ] "Aportan grandes volúmenes de materiales ladera abajo a lagos, redes de drenaje y zonas costeras". [ 4 ]

El desarrollo de depresiones por deshielo regresivo es un resultado del calentamiento global a medida que las temperaturas del Ártico aumentan rápidamente y el permafrost se descongela. [ 46 ] Por esta razón, los entornos de permafrost son extremadamente vulnerables al cambio climático en el Ártico . [ 47 ] [ d ] [ e ] [ f ]

Impacto

Los RTS descongelan "hectáreas de permafrost anualmente". [ 3 ] [ 15 ] Los RTS "típicamente retroceden y se expanden a altas tasas". [ 16 ] Los RTS dañan "la infraestructura y liberan carbono preservado en el suelo congelado". [ 16 ]

Modificación de arroyos y ríos

Se ha demostrado que los deslizamientos por deshielo "modifican la descarga de arroyos y ríos (Kokelj et al. 2013) y la composición geoquímica y las cargas de sedimentos de arroyos y lagos" (Kokelj et al. 2009; Malone et al. 2013; Rudy et al. 2017; Tanski et al. 2017) [ 3 ].

"Esto ha afectado negativamente a los ecosistemas acuáticos, incluidas las comunidades de macroinvertebrados bentónicos" (Chin et al. 2016). [ 3 ]

Posibles consecuencias

Los deshielos regresivos amenazan la infraestructura de Canadá y contribuyen a la contaminación por mercurio en el agua. [ 48 ]

En el Ártico canadiense occidental, los residentes inuvialuit de la aldea de Sachs Harbour , en la isla Banks , informaron haber visto un aumento en el número de deslizamientos de tierra, lo que había afectado "los viajes para las actividades tradicionales de caza y pesca". [ 49 ] [ 5 ]

Monitoreo de RTS

"Los avances en las técnicas de teledetección y su aplicación en una amplia gama de estudios de detección de cambios indican aumentos recientes en las tasas y la magnitud del termokarst, incluyendo deslizamientos por deshielo regresivo, expansión de lagos y la transformación de turberas congeladas en humedales colapsados." [ 2 ]

En Canadá, se están instalando sistemas de alerta computarizados para monitorear la humedad, la temperatura y otros factores en los RTS que amenazan la infraestructura, como la Carretera de Alaska . Uno de los primeros de estos sistemas de alerta incluye varios en el norte de Quebec y uno en el Deslizamiento de Takhini. Hay planes para establecer sistemas a lo largo de la Carretera Dempster , en los Territorios del Yukón y los Territorios del Noroeste . [ 50 ] El Deslizamiento de Takhini, ubicado a 30 kilómetros (30 000 m) al norte de Whitehorse, se está "descongelando a un ritmo más rápido que nunca", según Fabrice Calmels y su equipo de investigación que llegaron a la zona en 2019, cuando el Deslizamiento de Takhini estaba a 95 metros (312 pies) de la Carretera de Alaska ; en 2021 estaba a 40 metros (130 pies) de distancia. [ 50 ]   

Un informe de datos de ciencias del sistema terrestre de 2022 describió la implementación de varios sensores y un conjunto de datos de observación integrados utilizados para monitorear la "deformación hidrológica y térmica" de los RSS para mitigar los daños a la infraestructura de los proyectos de ingeniería del Corredor de Ingeniería Qinghai-Tíbet. [ 38 ]

Mitigación

"[E]s necesario un mayor conocimiento sobre la dinámica de la actividad de deslizamiento por deshielo para caracterizar mejor su impacto en el medio ambiente." [ 3 ] Según un estudio de 1990, se utilizó aislamiento de virutas de madera en pendientes ricas en hielo para ralentizar el deslizamiento a lo largo de la "ruta del oleoducto desde Norman Wells, NWT, hasta Zama, Alberta." [ 15 ] [ 15 ]

Notas

  1. ↑ "El término termokarst describe los procesos y formas del relieve que implican el colapso de la superficie terrestre como resultado del derretimiento del hielo subterráneo." Kokelj y Jorgenson 2013
  2. ↑ El Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo (NSIDC) define el yedoma como un "tipo de permafrost del Pleistoceno (formado entre 1,8 millones y 10 000 años antes del presente) que contiene una cantidad significativa de material orgánico con un contenido de hielo del 50 al 90 por ciento en volumen. El deshielo del yedoma es una fuente importante de metano atmosférico".
  3. ↑ Un deslizamiento geológico es una forma común de remoción en masa, en la que una masa de material se mueve hacia abajo a lo largo de una superficie curva, generalmente a una velocidad moderada o a gran distancia. La superficie de la ruptura tiene forma de cuchara y es cóncava hacia arriba o hacia afuera. El deslizamiento crea un escarpe en forma de media luna en la cabecera y la superficie superior del bloque se inclina hacia atrás. Un deslizamiento suele ocurrir cuando la pendiente es demasiado pronunciada. También puede ocurrir cuando la orilla de un río se vuelve demasiado empinada o en un acantilado costero socavado por la acción de las olas. (Tarbuck y Lutgens, 1999)
  4. ↑ "La datación por radiocarbono mostró que los RTS probablemente estuvieron activos alrededor de 300 años antes del presente y que actualmente están experimentando un período similar de mayor actividad." (Lantuit et al. 2012)
  5. ↑ "El clima más cálido y húmedo del norte durante las últimas décadas ha provocado un aumento de la actividad termocárstica en terrenos de permafrost."(Armstrong et al 2018, Kokelj & Jorgenson 2013)
  6. ↑ "Nuestra observación de que la intensificación más rápida de la actividad de deslizamientos ocurrió en el entorno más frío (la morrena de Jesse en la isla Banks) indica que los paisajes con núcleo de hielo en entornos de permafrost frío son altamente vulnerables al cambio climático". Segal, Lantz y Kokelj 2016

Referencias

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