La investigación sugiere que los Alpes Europeos se están erosionando más lentamente que hace más de 10,000 años.

20 de enero de 2024 feature

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por Hannah Bird, Phys.org

La deglaciación durante el Holoceno (últimos ~17.000 años) ha tenido un impacto significativo en los entornos montañosos circundantes a medida que los glaciares retrocedían y dejaban distintas formas de tierra a su paso, como crestas de escombros (morrenas) depositadas en el frente durante su retroceso.

Además, se suma la tasa de erosión de las pendientes montañosas "recién" expuestas, que provoca eventos de desprendimientos de rocas, y es el enfoque de una nueva investigación publicada en Earth and Planetary Science Letters que sugiere que las tasas de erosión podrían estar disminuyendo en las últimas décadas o siglos en comparación con el Holoceno temprano.

El Dr. Daniel Draebing, de la Universidad de Utrecht, Países Bajos, y sus colegas han estudiado las pendientes de roca madre (llamadas paredes de roca) de los Alpes europeos para probar el papel del calentamiento climático en este cambio de tasas de erosión. La teoría se refiere a una reducción en la carga glaciar desde el último período glaciar máximo del Younger Dryas (~12.900-11.700 años atrás), lo que provoca una reducción en la descarga glacial y, por lo tanto, una disminución en la exposición de los lados empinados del valle a la erosión.

Combinando datos de campo del mundo real con modelos, el equipo de investigación calculó tasas de erosión de 1,2-1,4 mm/año para un valle alpino periglaciar en el sur de Suiza hace ~9.000-10.000 años, basándose en escombros en la base de las paredes de roca (laderas de talud), y los compararon con las mediciones modernas de tasas de erosión de 0,02-0,08 mm/año entre 2016 y 2019.

Específicamente, los científicos reconstruyeron la historia de la retirada glaciar del valle Hungerli, centrándose en la temperatura de las paredes de roca y cómo esto puede haber afectado la presencia de permafrost (material rocoso/suelo que permanece por debajo de 0°C durante todo el año) y el agrietamiento por heladas (rotura de la roca causada por la congelación del agua).

Este último se forma debido a un proceso conocido como segregación del hielo, explica el Dr. Draebing, y agrega: "El agua se congela formando hielo y el hielo atrae agua adicional al cuerpo de hielo, haciendo que aumente de tamaño y produzca tensión que descompone la roca".

La modelización del agrietamiento por heladas a lo largo del tiempo se basa en el cambio porcentual de la porosidad del paragneis metamorfizado y las esquistos pizarra de la roca madre a través de fracturas, alimentadas por datos de laboratorio que prueban la resistencia de muestras tomadas del sitio de estudio.

Tanto el permafrost como el agrietamiento por heladas debilitan las paredes de roca, lo que provoca eventos de desprendimientos de rocas, que pueden ser aún más exacerbados por la actividad sísmica que ocurre debido a los cambios en las tensiones del terreno con la "carga" de un glaciar (carga glaciar) que se elimina durante el deshielo.

Los escaneos láser ayudaron al equipo de investigación a registrar los cambios en la actividad de desprendimientos de rocas en el valle Hungerli durante el período de estudio moderno, identificando 263 eventos, con un volumen máximo de 159,4 m3 para un solo evento. Tales eventos representaron un peligro para los científicos durante su investigación de campo, según el Dr. Draebing, quien afirma: "Trabajar en entornos de alta montaña es muy exigente para un equipo física y psicológicamente, y los desprendimientos de rocas activos son peligrosos, por lo que estos peligros tenían que ser evaluados todos los días".

El Dr. Draebing y sus colegas encontraron que las tasas de erosión más altas ocurrieron durante el Holoceno medio y tardío en pendientes que habían estado libres de hielo glaciar desde hace ~10.000 años, en comparación con la actualidad, y atribuyen esto a una intensidad elevada de permafrost y agrietamiento por heladas.

Este efecto se intensificó aún más con la altitud, ya que las paredes de roca montañosas por encima de los 2700 m experimentaron una mayor erosión que las ubicaciones de menor altitud durante el Younger Dryas, con un pico en el agrietamiento por heladas en los modelos. Sin embargo, se encontró que este patrón se desvaneció con el tiempo, con una rápida disminución en la tasa de erosión. Por ejemplo, en las últimas cinco décadas, la tasa de erosión más alta registrada en el sitio de 50,7 mm/año fue dos órdenes de magnitud más alta que en el Holoceno anterior, pero disminuyó a solo 0,58 mm/año en 2019.

Se postula que una alta tasa inicial de erosión seguida de una rápida decadencia en la tasa de erosión se debe a una combinación de un mayor agrietamiento por heladas, el deshielo del permafrost y el ajuste del paisaje a la descarga de hielo glaciar.

El Dr. Draebing sugiere que no es posible discernir qué de estos tres factores es el más dominante en la erosión. "Todos estos procesos se ven afectados por la baja temperatura y la precipitación (especialmente los glaciares), por lo que no es sorprendente que ocurran en el mismo rango de altitud donde la temperatura de la montaña es una función de la altitud".

'We moved down in elevation and did a comparable study on rockwall areas that are permafrost-free and not affected by recent glaciation to identify the role of frost cracking in erosion and to work on a system where we can exclude permafrost and glacier retreat, both of which made analysis more challenging.'

Seasonal snow cover also plays a part, with thicker snow layers insulating the rockwall and delaying freeze-thaw processes. Overall, the research team concludes that frequent small-scale rockfalls occur in preference to larger-scale single devastating events as a result of glacial retreat.

Concerning whether erosion rates will continue declining until a future glaciation, Dr. Draebing says, 'Erosion depends upon topographic stresses (such as slope steepness) and climate-induced stresses (like frost cracking, permafrost thaw and glacier retreat). Climate-induced stresses will decrease due to climate warming, however, topographic stresses will persist. Erosion rate will reach an equilibrium probably similar to current erosion rates of 0.02 and 0.08 mm/year.'

This research is important in understanding the role deglaciation in a warmer world impacts processes affecting rock erosion, and therefore rockfall events, as climate change continues. In addition to permafrost and frost cracking, extreme weather events may also enhance erosion, as well as large-magnitude earthquakes.

The impact such situations may have on the local landscape and its inhabitants is vital to support the infrastructure mountain-dwelling communities and alpine tourism resorts rely upon, as well as wildlife struggling to adapt to the changing environment.

Dr. Draebing concludes, 'Due to climate change, glaciers and permafrost will disappear and frost cracking will decrease, which in the long term will result in decreasing erosion rates. However, in the short term, glacier retreat and permafrost thaw will increase erosion rates and rockfall hazard, something mountain communities will need to adapt themselves to in the near future.'

Journal information: Earth and Planetary Science Letters

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