Un empujón de hielo (también conocido como oleada de hielo, empuje de hielo, levantamiento de hielo , acumulación de hielo en la costa , acumulación de hielo, empuje de hielo , tsunami de hielo [1] , subida de hielo o IVU en Inupiat ) es una oleada de hielo de un océano o lago grande en la orilla . [2] Los golpes de hielo son causados por corrientes oceánicas , vientos fuertes o diferencias de temperatura que empujan el hielo hacia la orilla, [3] creando pilas de hasta 12 metros (40 pies) de altura. Los golpes de hielo pueden ser causados por fluctuaciones de temperatura, la acción del viento o cambios en los niveles del agua [3]y puede causar devastación a las comunidades costeras del Ártico. El cambio climático también jugará un papel en la formación y frecuencia de los eventos de empuje de hielo; un aumento en las temperaturas globales conduce a aguas más abiertas para facilitar el movimiento del hielo y sistemas de baja presión para desestabilizar las capas de hielo y enviarlas hacia la costa. [1]
Causas
Fluctuaciones de temperatura
Cuando las temperaturas bajan, el hielo se contrae y forma fracturas por tensión; el agua luego se filtra en estas grietas de tensión y se congela. Cuando las temperaturas aumentan, la capa de hielo se expande. Esta secuencia de eventos ocurre cíclicamente hasta que la capa de hielo total se ha expandido considerablemente. Si esta capa de hielo está en contacto con una costa, puede ejercer una fuerza considerable sobre la tierra, provocando el desplazamiento del material de la costa. [3] Cuando las fluctuaciones de temperatura son lo suficientemente drásticas, la contracción de la capa de hielo se aleja lo suficiente de la costa para formar un carril de agua; por ejemplo, una caída de 0 ° C a -20 ° C da como resultado una disminución del 11% del volumen de una capa de hielo de 1,5 km. [3] Este carril de agua se congela posteriormente. Cuando las temperaturas aumentan a un ritmo suficiente (~ 1 ° C / h durante más de 5 horas), la capa de hielo se expande hacia la tierra. [3] La composición física del hielo en sí también es importante; El hielo que se ha formado a partir de la nieve empapada de agua, conocido como hielo blanco, dificulta el proceso de expansión térmica del hielo porque su albedo es más alto que el de otras formas de hielo, lo que resulta en una conductividad térmica más baja . Para que las condiciones faciliten la expansión térmica del hielo y, a su vez, los golpes de hielo, el hielo debe ser susceptible a los cambios de temperatura, lo que hace que el hielo negro sea más adecuado para la formación de golpes de hielo. [3]
Acción del viento
Debido a que la tierra se calienta más rápido que el hielo y transfiere calor al hielo adyacente, el hielo más cercano a la costa se derrite primero cuando aumentan las temperaturas. [3] Entonces existe agua entre la capa de hielo y la costa, lo que facilita el movimiento de las capas de hielo cuando el viento actúa sobre ellas. Un canal de agua abierto permite reducir las fuerzas resistivas [ desambiguación necesaria ] en la capa de hielo, lo que aumenta la probabilidad de que ocurra un golpe de hielo. [1] La dirección del viento finalmente dirige el movimiento del golpe de hielo. La eficacia del viento como fuerza motriz para el movimiento del hielo depende de una multitud de factores, incluido el tamaño y la forma de la masa de agua y la fuerza del viento. Los cuerpos de agua grandes y abiertos tienen una mayor área de superficie para que el viento actúe en comparación con los cuerpos de agua más pequeños y protegidos. Los vientos persistentes de alta velocidad aplican más fuerza que las ráfagas de viento más lentas, lo que los hace óptimos para llevar las capas de hielo a tierra. [3]
Niveles de agua fluctuantes
La caída del nivel del agua provoca una fuerza de flexión entre el hielo que ya ha roto la orilla y el hielo que flota inmediatamente en alta mar. Esta fuerza de flexión causa grietas en el hielo donde el agua puede filtrarse y congelarse. Cuando los niveles del agua vuelven a subir, el hielo experimenta fuerzas de compresión que posteriormente lo empujan hacia la tierra. Este mecanismo es comparable al proceso de expansión térmica descrito anteriormente. [3]
Efectos en las comunidades árticas
Las comunidades árticas pueden verse afectadas por los golpes de hielo. Los golpes de hielo ocurren comúnmente a lo largo del mar de Chukchi, incluso en Wainwright, Alaska y Barrow , Alaska . [4] Los estudios han demostrado que la formación de hielo terrestre está comenzando a formarse más tarde y a romperse antes en los mares de Chukchi y Beaufort . Más días de aguas abiertas aumentan la probabilidad de eventos costeros destructivos como golpes de hielo en estas regiones. Algunos los han descrito como ' tsunamis de hielo ', [5] pero el fenómeno funciona como un iceberg . [6] Los testigos han descrito el sonido del empujón como el de un tren o un trueno . [2] [7] [8] [5] Los golpes de hielo pueden dañar los edificios y las plantas que se encuentran cerca del cuerpo de agua. [2] [5] [7] [8] [9]
Hielo ártico y cambio climático
Como se describió anteriormente, los eventos de empuje de hielo ocurren debido a la deformación del hielo terrestre , hielo que está anclado a la costa. El hielo terrestre crece localmente o fusionándose con el hielo a la deriva . En el Ártico, el Transpolar Drift Stream y el Beaufort Gyre son los principales responsables del transporte del hielo marino. En Beaufort Gyre, el transporte de hielo de superficie se dirige hacia el oeste hacia la costa de Alaska, por lo que es un motor del rápido crecimiento del hielo. [10] En las últimas décadas se ha observado una disminución de la capa de hielo del Ártico . [11] [12] El hielo terrestre se forma más tarde y se retira antes, lo que lleva a más días de aguas abiertas. Las aguas abiertas provocan una mayor llegada del viento , lo que a su vez produce olas más energéticas cerca de las zonas costeras, lo que aumenta la erosión rápida del hielo. [12] [13] La pérdida de hielo marino resulta directamente en un albedo superficial más bajo y, por lo tanto, en temperaturas árticas más altas. [1] [13] Estos procesos relacionados con el cambio climático pueden conducir a una mayor ocurrencia de eventos de empuje de hielo.
Los golpes de hielo ocurren comúnmente a fines del otoño o principios de la primavera, cuando el hielo es relativamente inestable debido a las temperaturas más altas. [1] También pueden ocurrir a mediados del invierno, como lo demostró el evento de empuje de hielo de 2016 en el cabo Espenberg , Alaska . [1] Un área fuerte de baja presión resultó en condiciones favorables para un empujón de hielo. Los golpes de hielo aún pueden ocurrir cuando hay veranos sin hielo en el Ártico, lo que los estudios sugieren que pueden ocurrir ocasionalmente tan pronto como en 2050. [14] En el caso de que no se reduzca en el futuro la emisión de dióxido de carbono , se sugiere que los inviernos árticos sin hielo también son posibles, [14] potencialmente conduciendo a una reducción de la ocurrencia de golpes de hielo en el Ártico en esos años. Sin embargo, estos cambios temporales y su efecto sobre los golpes de hielo todavía están sujetos a discusión. Esto depende en gran medida de la ubicación y el momento de las condiciones sin hielo.
Los golpes de hielo no se limitan solo a las latitudes polares; también ocurren en las latitudes medias más altas . Si una ola de frío más prolongada, que a menudo está relacionada con el vórtice polar , permite que el hielo crezca localmente en una masa de agua más grande, seguido de un calentamiento repentino y vientos fuertes, los golpes de hielo pueden aparecer de manera similar a las regiones árticas. La disminución del hielo marino del Ártico también está relacionada con la desaceleración de la Circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC) debido al agua dulce y las anomalías de temperatura. [15] Debido a las complejas interacciones océano-atmósfera, esto puede conducir a una mayor actividad de tormentas en las latitudes medias. Este cambio daría condiciones más favorables para que ocurran eventos de empuje de hielo en latitudes medias, aunque no se han realizado investigaciones sobre este tema.
Ver también
- Levantamiento de hielo
- Helada
- Oleada (glaciar)
enlaces externos
- Tsunami de hielo
Referencias
- ^ a b c d e f Bogardus, Reyce; Maio, Christopher; Mason, Owen; Buzard, Richard; Mahoney, Andrew; de Wit, Cary (2020). "La ruptura de mediados de invierno del hielo marino terrestre y una gran tormenta conduce a un evento significativo de empuje de hielo a lo largo de la costa del mar de Chukchi" . Fronteras en Ciencias de la Tierra . 8 : 344. Bibcode : 2020FrEaS ... 8..344B . doi : 10.3389 / feart.2020.00344 . ISSN 2296-6463 .
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