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Entre morrenas y glaciares de los Andes Tropicales

Escribe: Marlene Dapozzo Moali

Picos y laderas de granito nos reciben en el Parque Nacional Huascarán creado el 1 de julio de 1975, en el cual encontramos bosque de queñuales (polylepis), árboles nativos de los Andes Tropicales y rocas aborregadas que nos indican la dirección del flujo del glaciar. Mientras cruzas la laguna Parón, las montañas de granito te saludan y entre ellas protegen a uno de los tantos picos que forman la Cordillera Blanca en la región de Ancash, nos referimos al Artesonraju, con su manto blanco nos ilumina y nos da la bienvenida.

Artesonraju_MG_0220

Según el inventario de la Unidad de Glaciología y Recursos Hídricos de la Autoridad Nacional del Agua -UGRH- ANA, la Cordillera Blanca alberga 755 glaciares con una extensión de 527, 62 km2 hasta el año 2013 y ha perdido de superficie glaciar 195,75 km2 en comparación del primer inventario registrado en el año de 1970 donde había una extensión de 723,37 km2.

Glaciólogos, meteorólogos, geólogos, geógrafos, ingenieros ambientales, entre otros, estudian y monitorean los glaciares y evidencian el retroceso de los glaciares en áreas de alta montaña. La temperatura y la precipitación sólida (nieve) son indicadores sensibles a las variaciones del cambio climático; así como el análisis de las Altitudes de la Línea de Equilibrio (ELA) por sus siglas en inglés, que divide la zona de acumulación (ganancia de masa glaciar) y la zona de ablación (zona donde se pierde el hielo y la masa glaciar).

Una de las maneras de poder identificar el avance de los glaciares es a través del análisis de la ELA. Un ejemplo de este tipo de investigación, es el que realiza el proyecto CRYOPERU ó Cienciactiva 144-2015 desde hace 2 años y medio en tres zonas de estudio: el glaciar Pariaqaqa, en la Cordillera Central, el glaciar Artesonraju y Hualcán, en la Cordillera Blanca y el Nevado Coropuna, ubicado en el sur del país en la región de Arequipa.
El avance de los glaciares

¿Cómo conocer el avance o retroceso de los glaciares? Investigadores y científicos, toman muestras de las zonas de estudio, que consiste en recoger rocas de superficie de dos tipos, bloques morrénicos y lechos rocoso pulidos. Los bloques de morrenas, desarrollados por el empuje del glaciar, permite estimar cuándo fue el último avance de los glaciares, es decir, cuando el hielo dejó ese bloque en esa posición, de esa manera, las muestras de superficie de bloques permiten reconstruir y datar las variaciones químicas en la superficie por la incidencia de la radiación cósmica y así conocer el avance de los glaciares.

Jose Úbeda, investigador principal del proyecto CRYOPERU, nos comenta: “La Pequeña Edad del Hielo, fue la última fase que ha sido reconocida en todas las montañas de la Tierra, donde los glaciares avanzaron, rellenaron valles, vastas extensiones del Altiplano y formaron las morrenas que ahora son lagunas”.

Laguna y morrena_MG_0415

En los últimos años, el proyecto CRYOPERU ha recogido 30 muestras de rocas de superficie en la cuenca de la laguna Parón de la Cordillera Blanca. Los bloques de roca podrían ser de 60 mil años (60 ka). O tal vez de 26 – 19 ka antes del presente. Es la última vez que los glaciares estuvieron en máxima expansión – Last Glacier Maximum – (LGM).

Las muestras de rocas recogidas en los últimos años de campaña del proyecto CRYOPERU, augura una importante aportación a la ciencia e investigación de los glaciares en los Andes Tropicales, nos referimos a las dataciones cosmogénicas, que evidenciará el último año del avance de los glaciares.

Esta información e investigación no sería posible, sin el trabajo articulado que desempeña el proyecto mencionado, uniendo a investigadores y científicos de diferentes instituciones. La sinergia interinstitucional es evidente, porque como todos comprenderán, en la atmósfera no existen fronteras, ni límites territoriales, porque cuando estás en la montaña, todas y todos la amamos y el trabajo en equipo es lo que necesitan las montañas y los valles.

EquipoCRYOPERU_MG_0686

 

AYUDAS PARA LA INVESTIGACIÓN

En este sitio se comparte información de interés para que los investigadores de CRYOPERU puedan desarrollar su trabajo, dentro y fuera del proyecto

Primera convocatoria 2016 de ayudas de CIENCIACTIVA para movilización nacional e internacional. Más información en este enlace.

 

Hipótesis de la investigación

El parámetro que mejor expresa la relación de los glaciares con el clima es la ELA (m), que varía con el tiempo en función de la temperatura y la precipitación. La ELA es una línea teórica que separa dos partes de un glaciar (figura 1):

– Zona de acumulación, donde predominan procesos que producen ganancia de masa (innivación, redistribución eólica de la nieve o avalanchas).

– Zona de ablación: donde predominan fenómenos que causan pérdida de masa (fusión y sublimación).

Foto ELA Coropuna NE

Figura 1: fotografía del sector noreste del Nevado Coropuna, sobre la que se han señalado la ELA y las zonas de acumulación y ablación.

Por definición, la elevación de la ELA encima de un glaciar provocará la desaparición de la zona de acumulación: el resto de la masa de hielo será zona de ablación y desaparecerá en el tiempo que el clima necesite para fundirla. Elaborar pronósticos de la elevación de la ELA equivale a prever el futuro de los glaciares, pero es necesario comprender el pasado y el presente de la relación glaciares-clima.

Dependiendo de las variables empleadas para su determinación, el proyecto diferenciará dos tipos de ELA:

– ELA geomorfológica (ELAg): deducida de la altitud y forma de los glaciares.

– ELA climática (ELAc): indicada por las variables implicadas en el balance de masa.

En ese marco teórico, la ELAc sería una altitud potencial a la que tiende la ELAg, buscando el equilibrio de los glaciares con el clima. Basándose en la diferenciación ELAg≠ELAc, propuso un modelo de la respuesta de los glaciares a los cambios del clima, en tres escenarios posibles (figura 2):

Hipótesis ELAg-ELAc

Figura 2: representación de la respuesta de la ELA y los glaciares a los cambios climáticos descritos en el texto.

1.a) Clima favorable a la expasión glaciar (ELAg>ELAc): avances glaciares por enfriamiento y/o mayor humedad (cambio climático 1).

– La ELAc responde inmediatamente al cambio climático, descendiendo por las vertientes hasta una altitud determinada por la temperatura y la precipitación.

– La respuesta de la ELAg es más lenta, porque requiere suficiente tiempo para que la nieve se transforme en hielo y el glaciar avance y alcance el nivel de la ELAc.

1.b) Glaciares en equilibrio con el clima (ELAg=ELAc): durante la culminación de la expansión, la ELAg y la ELAc se nivelan y el glaciar alcanza un estado de equilibrio con el clima, que se mantendrá mientras perduren las condiciones climáticas que lo propiciaron.

1.c) Clima favorable a la deglaciación (ELAg<ELAc): retroceso de los glaciares por calentamiento y/o incremento de la aridez (cambio climático 2).

– La ELAc asciende hasta una altitud determinada por la temperatura y la precipitación.

– La ELAg también tiende a elevarse, pero más lentamente, porque el clima necesita tiempo para fundir la masa de hielo.

Asumiendo el modelo descrito, el proyecto ensayará tres hipótesis:

  1. El desnivel ELAg-ELAc indica el estado de equilibrio o desequilibrio de los glaciares con el clima actual.
  2. El desnivel ELAg-paleoELAg indica el enfriamiento del clima cuando los paleoglaciares avanzaron.
  3. El forzamiento del modelo actual de la ELAc permite:

– Estimar la paleoprecipitación durante la expansión de los paleoglaciares, aplicando el enfriamiento y buscando la precipitación que generó el equilibrio paleoELAg=paleoELAc.

– Elaborar pronósticos sobre la evolución futura de los glaciares, aplicando las previsiones del calentamiento global.

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Resumen del proyecto CRYOPERU 2.0

Muestreo de morrenas al sur del Nevado Norma

Recogida de muestras de superficies de bloques morrénicos para datar la última fase de avance de los glaciares en la vertiente sur del Nevado Norma (Cordillera Pariaqaqa).

El proyecto CRYOPERU 2.0 pretende contribuir al conocimiento del cambio climático a escala global y evaluar el retroceso de los glaciares de Perú en las próximas décadas. Con ese fin, se analizarán glaciares actuales (reconocibles en fotografías aéreas o imágenes de satélite) y paleoglaciares (deducidos de las morrenas generadas por sus avances pasados). Las áreas de estudio están en la vertiente del Pacífico de los Andes, donde los glaciares tienen mayor sensibilidad al cambio climático y son una reserva hídrica fundamental para la árida región de la costa. Para comprender como es la relación actual glaciares-clima se realizarán las siguientes acciones:

a) Estimar las cronologías de las fases de avance o retroceso de los glaciares en el pasado, midiendo la acumulación de isótopos cosmogénicos en las superficies de bloques morrénicos o lechos rocosos pulidos.

b) Reconstruir las altitudes de la línea de equilibrio o Equilibrium Line Altitudes de los glaciares (ELA), deducidas de su geomorfología (ELAg) y el clima (ELAc).

c) Reforzar una red estaciones meteorológicas de alta montaña transferida por proyectos de investigación extranjeros.

d) Desarrollar simulaciones climáticas REMO (REgional MOdel) con datos procedentes de estaciones convencionales.

Los análisis de los glaciares pasados y actuales servirán para elaborar modelos sobre su evolución en el futuro. Para el pasado se establecerán correlaciones cronológicas entre diferentes áreas de estudio, resultados y datos paleoclimáticos indirectos (proxies), mediante dataciones absolutas de fases de avance y retroceso de los paleoglaciares. Para el futuro se incluirá el calentamiento global previsto por el IPCC durante el siglo XXI, en cada escenario de emisión de gases de efecto invernadero.

Periodo de ejecución del proyecto: 2016-2018.

Logo ciencia activa

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Campaña Cordillera Blanca (septiembre 2014)

TRABAJO DE CAMPO EN LA CORDILLERA BLANCA

(región Ancash)

Fechas: 31 de agosto-11 de septiembre de 2014

Base de datos sensores y muestras campaña Cordillera Blanca 2014

ACTIVIDADES REALIZADAS

Área de estudio Nevado Hualcán

– Instalación de 4 sensores para la temperatura del aire y el suelo que se han cartografiado en el mapa de la figura 1.

– Recogida de 7 muestras de superficies de bloques en las morrenas que se han representado en el mapa de la figura 2.

Área de estudio Quebrada Parón

– Instalación de 4 sensores para la temperatura del aire y el suelo que se detallan en la tabla 1 (estaciones) y la figura 3 (mapa Parón).

– Recogida de 3 muestras de superficies de bloques de morrenas, descritas en la tabla 2 (muestras) y las figuras 4 (mapa Parón).

Área de estudio deslizamiento Contaycocha – Huallanca:

– Evaluación y diagnóstico del deslizamiento de Contaycocha (Registro fotográfico, fílmico y mapeo geodinámico).

Campaña La Corte-Pariaqaqa (julio 2014)

TRABAJO DE CAMPO EN LAS CORDILLERAS DE LA CORTE Y PARIAQAQA

(límite de las regiones Lima-Junín)

Fechas: 13-22 de julio de 2014

Base de datos sensores y muestras campaña La Corte-Pariaqaqa 2014

DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS

Área de estudio en la Cordillera de La Corte (vertiente sur del Nevado Cashpe)

– Instalación de 4 sensores para la temperatura del aire y el suelo (mapa figura 1).

– Recogida de 5 muestras de superficies en los bloques de morrenas atribuidas a la Pequeña Edad del Hielo-Little Ice Age (mapa figura 2).

Mapa Chaspe general

Figura 1: Mapa del valle Cahspe (Cordillera de La Corte)

Cashpe 2

Figura 2: Mapa de la cabecera del valle Cashpe

Área de estudio en la Cordillera Pariaqaqa (vertientes sur del Nevado Norma y el Nevado Collquepucro)

– Instalación de 4 sensores para la temperatura del aire y el suelo (mapas figuras 3 y 4).

– Recogida de 13 muestras de superficies de bloques de morrenas atribuidas a la la Pequeña Edad del Hielo-Little Ice Age (mapas figuras 4 y 5).

Norma grl

Figura 3: Mapa del valle Suiricocha (vertiente sur de la Cordillera Pariaqaqa)

Norma 2

Figura 4: Mapa de la cabecera del valle Suiricocha (vertiente SO del Nevado Norma)

 

Collquepucro

Figura 5: Mapa de las morrenas que cierran la laguna de Collquepucro (vertiente SO del Nevado Collquepucro).

 

 

Estratovolcanes Chachani-Misti

Los estratovolcanes Chachani y Misti son el único área de estudio del proyecto CRYOPERU donde no se encuentran glaciares actuales. No obstante fue seleccionada por el GFAM y el INGEMMET para realizar las investigaciones que ambas instituciones vienen realizando conjuntamente desde 2004, con el apoyo de la ONG GEM.

8. Misti-Chachani

Mosaico Google Earth de los estratovolcanes Chachani y Misti, cuyas cumbres nevadas se distinguen al noroeste y el sureste de la figura, respectivamente

A parte de las tareas de vigilancia volcánica que desarrolla el observatorio vulcanológico del INGEMMET, dichos trabajos han consistido en mantener una red de medio centenar de sensores de la temperatura del aire y el suelo que están instalados en las vertientes de ambos volcanes desde 2004 y reflejan el contraste existente entre las dos montañas (que constituye el principal factor de interés del área de estudio):

– El Chachani es un volcán aparentemente extinto, cuyo régimen geotérmico ha permitido que en el pasado estuviese cubierto por extensos paleoglaciares (lo indican las morrenas depositadas en sus vertientes), así como la presencia de glaciares rocosos y permafrost.

– El Misti es el volcán activo más peligroso de Perú, por encontrarse a menos de 20 km de la ciudad de Arequipa (~1 millón de habitantes). Presenta un régimen geotérmico notablemente elevado, al que se atribuye la ausencia de glaciares en el pasado (no se han encontrado morrenas), permafrost y formas de origen periglaciar.

Hasta el presente los trabajos realizados por la cooperación INGEMMET-GFAM en el área Chachani-Misti han dado lugar a numerosas publicaciones (p.e. Andrés et al 2011a; Andrés et al 2011b; Andrés et al 2011c; Andrés et al 2013; Mariño et al 2006; Masías et al 2009 o Palacios et al 2009, Yoshikawa et al (2014). Sin embargo, al igual que sucede en el caso del Nevado Coropuna, la base de datos generada por la red de sensores permanece insuficientemente explotada, cuestión que representa uno de los principales retos que deberá afrontar el proyecto CRYOPERU a corto plazo.

Complejo volcánico Nevado Coropuna

El sistema glaciar que recubre el Nevado Coropuna ha sido objeto de diversos trabajos que han ensayado, al menos en parte, las metodologías propuestas en esta memoria. En conjunto proporcionan una base sólida para ensayar los geoindicadores propuestos y comparar los resultados que alcance el proyecto (véase debajo de la imagen).

7. Coropuna

Mosaico Google Earth del sistema glaciar que recubre el Nevado Coropuna

Silverio (2004) y Peduzzi et al (2010) ensayaron técnicas ráster para evaluar cambios en el área y el volumen de los glaciares empleando sistemas de información geográfica y sensores remotos. Úbeda (2011) realizó un análisis vectorial para abordar el mismo problema, comparando sus resultados por los alcanzados en los trabajos previos, como se explica en el apartado 2.1. de la memoria científica.

Racoviteanu et al (2007) emplearon modelos digitales del terreno deducidos de la topografía de 1955 y una imagen del satélite ASTER registrada en 2001 para evaluar los cambios observados en el volumen del sistema glaciar.

– La Unidad de Glaciología y Recursos Hídricos de Huaraz (ANA), realizó dos campañas de monitoreo en 2007 y 2008 recogiendo datos útiles para estimar la ELAm, conjuntamente con el GFAM y la ONG GEM.

Forget et al (2008). Coropuna; Bromley et al (2009); Bromley et al (2011a); Úbeda (2011); Úbeda et al (2012) y Úbeda (2013) han elaborado cartografías geomorfológicas de las morrenas del Nevado Coropuna, que permiten reconstruir los límites alcanzados en el pasado por los avances glaciares.

Bromley et al (2011b); Úbeda (2011); Campos (2012) y García (2013) reconstruyeron las altitudes de las snowlines y ELAs, en los tres últimos casos empleando el método AABR, el mismo que se ha propuesto para el proyecto CRYOPERU (apartado 2.2.2.). Además, Úbeda (2011) desarrolló el procedimiento para evaluar la ELAc (apartado 2.2.3. de la memoria científica del proyecto).

Bromley et al (2009); Bromley et al (2011a); y Úbeda et al (2012), obtuvieron un amplio registro de dataciones absolutas de los últimos máximos avances de los glaciares, que Úbeda (2013) contrastó con proxies de paleotemperaturas de ambos hemisferios y paleohumedad en el altiplano del sur de Perú y el oeste de Bolivia (figura 4 de la memoria científica del proyecto).

Kuentz et al (2007) y Kuentz et al (2011) realizaron una caracterización biogeográfica basada en el registro polínico superficial de las vertientes de los edificios volcánicos y Herreros et al (2009) analizaron el registro paleoambiental en la estratigrafía de un testigo de hielo extraído de la vertiente norte.

Úbeda (2011) y Úbeda (2013) obtuvo dataciones absolutas de 36Cl de las coladas de lava de aspecto más reciente cuyas cronologías (6, 2 y 0.7 ka) sugieren que el Coropuna es un volcán activo.

– El Observatorio Vulcanológico del INGEMMET (OVI), conjuntamente con el GFAM y la ONG GEM, mantienen una red constituida por 25 sensores de temperatura del aire y el suelo y humedad relativa del aire, en los sectores NE (desde 2007) y SE (desde 2008) del complejo volcánico. La red ha generado una amplia base de datos que permanece insuficientemente explotada, cuestión que el proyecto CRYOPERU abordará empleando el software que actualmente está desarrollando la ANA. Los datos de temperatura del suelo parecen confirmar que el Coropuna es un volcán activo y han permitido localizar capas de permafrost al este del área de cumbres, que desde 2011 está siendo monitoreada por sensores de temperatura del suelo con telemetría vía satélite.

– El INGEMMET y el GFAM han realizado ocho campañas anuales de monitoreo geoquímico y geofísico, ensayando los métodos pretende aplicar el proyecto CRYOPERU. Esos trabajos incluirán la elaboración de modelos de lahares, en el marco de los proyectos que el INGEMMET ha previsto desarrollar a partir de 2015.

Cordilleras La Corte y Pariaqaqa

Las Cordilleras la Corte y Pariaqaqa son dos áreas de enorme interés porque demuestran la importancia que tiene, en el proceso de deglaciación, el desnivel del área fuente de las masas de hielo con respecto al geoindicador ELA climática (ELAc):

– En la Cordillera de la Corte (al noroeste), con altitudes máximas de ~5200 m, las masas de hielo casi han desaparecido, pero el registro de sus avances pasados está regitrado en morrenas bien conservadas.

– Sin embargo la Cordillera Pariaqaqa (al sureste) está cubierta por glaciares de gran tamaño que descienden desde áreas de cumbres de ~5600-5300 m. Si la hipótesis de la investigación es correcta (figura 5), las ELAs deducidas de los geoindicadores ELAg y ELAc deben encontrarse alrededor de ~5300-5200 m.

Hasta el momento se ha realizado una tesis de fin de grado para reconstruir la ELAg en la vertiente meridional de la cordillera Pariaqaqa (Quirós 2013). Actualmente una tesis de ingeniería (INGEMMET) y una tesis de maestría (UCM) están evaluando el mismo geoindicador en las vertientes septentrionales. Además, en julio de 2014 el proyecto GA51 del INGEMMET realizó campaña de trabajo de campo para instalar sensores de temperatura del aire y el suelo en la quebrada Huasca (Cordillera de la Corte) y las vertientes del Cerro Norma (Cordillera Pariaqaqa).

6. Cordillera la Corte y Pariaqaqa

Mosaico Google Earth del sector de la sierra de Lima donde se encuentran las cordilleras de La Corte (áreas deglaciadas al oeste de la imagen) y Pariaqaqa (áreas de cumbres más hacia el este, cubiertas de glaciares).

 

Cordillera Blanca

La Cordillera Blanca (figura inferior) es el conjunto de montañas cubiertas por glaciares más extenso de la zona tropical de la Tierra. Por ese motivo existen numerosas publicaciones que proporcionarán información muy valiosa para contrastar los resultados del proyecto CRYOPERU. A continuación se citan algunos ejemplos:

1) Un inventario exhaustivo basado en imágenes de satélite (Egas et al, 2010).

2) Datos del balance de masa de diversos glaciares obtenidos a lo largo de varias décadas por la Unidad de Glaciología y Recursos Hídricos de Huaraz (Autoridad Nacional del Agua), que permitirán deducir la ELA de monitoreo (ELAm).

3) Un registro de dataciones absolutas por edades de exposición de avances glaciares pasados (p.e. Rodbell et al, 1992; Farber et al, 2005; Smith et al, 2008; Glasser et al, 2009).

4) Trabajos de liquenometría que incluyen las calibraciones del género Rhizocarpon requeridas por ese método de datación (Solomina et al, 2007; Jomelli et al, 2008).

5) Reconstrucciones de la ELA geomorfológica (ELAg; Giráldez, 2011).

1 Cordillera Blanca

 Mosaico Google Earth de la Cordillera Blanca

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