RESPUESTA DE UNA MONTAÑA MEDITERRÁNEA AL CAMBIO

RESPUESTA DE UNA MONTAÑA MEDITERRÁNEA AL CAMBIO GLOBAL
(SIERRA NEVADA, ESPAÑA): EL PROCESO DEGRADATIVO DE MASAS
HELADAS GLACIARES RELICTAS Y PERMAFROST
Antonio Gómez Ortiz1, David Palacios Estremera2, Ferran Salvador Franch1, José Juan de Sanjosé
Blasco3, Marc Oliva Franganillo4, Montserrat Salvà Catarineu1, Alan Atkinson Gordo3, Jesús Galindo
Zaldivar5,6, Carlos Sanz de Galdeano6, Luis M. Tanarro2 & Lourdes González Castillo5
1
Departamento de Geografía Física y AGR. Universidad de Barcelona. España
Departamento de Análisis Geográfico Regional y GF. Universidad Complutense de Madrid. España
3
Departamento de Expresión Gráfica. Universidad de Extremadura. España
4
Departamento de Geografía. Universidade de Lisboa. Portugal
5
Departamento de Geodinámica. Universidad de Granada. España
6
Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra CSIC-Universidad de Granada. España
2
Resumen
Sierra Nevada (España), en su sector de cumbres y en el antiguo circo del Corral del Veleta (3150 m, 37ºN, 3ºW)
se albergan hielos glaciares fósiles y permafrost, presumiblemente de la Pequeña Edad del Hielo. Estas masas
heladas, las más meridionales de Europa, se encuentran protegidas por espesos mantos de clastos y tienden a
reducir dimensión y espesor como respuesta a la eficacia de la radiación externa en la capa activa. Trabajos en
curso e iniciados en 2001-2002 vienen mostrando continuada degradación de los hielos y el permafrost. En esta
comunicación se presentan resultados así como los procesos que explican los acontecimientos desencadenantes.
1. Introducción
Sierra Nevada (España) conforma un robusto macizo de de edad alpina instalado en el sureste de la
Península Ibérica distante del Mediterráneo unos 35 km. En sus cumbres albergó los glaciares
cuaternarios y los focos glaciares de la Pequeña Edad del Hielo más meridionales de Europa (figura 1).
De estos últimos destacó el del circo del Corral del Veleta (3150 m, 37ºN, 3ºW), instalado en la
cabecera del valle del Guarnón, en orientación norte. Este enclave está labrado en micasquistos
feldespáticos paleozoicos muy afectados por la tectónica alpina (Sanz de Galdeano et al., 1999).
La fijación del Corral del Veleta en Sierra Nevada coincide en la línea de cumbres máximas, en su
extremo occidental, siempre por encima de los 3000 m (picacho del Veleta, 3398 m). Las condiciones
climáticas que imperan en esta parte cimera de la Sierra son las de la alta montaña de latitudes
subtropicales, muy influenciada por el Mediterráneo. El total pluviométrico anual es de 778 mm (en
cota de 2550 m) y en cuanto a las temperaturas señalar que en cumbres, a 3398 m, se registran valores
entre los -0,41 y -1,49ºC de media anual. Se trata de una montaña fría y seca caracterizada por una
estación invernal muy larga con importante innivación, que contrasta con un verano corto y muy árido.
En cuanto a las formas de relieve de estos tramos cimeros señalar que son glaciares, destacando los
circos que, en su desarrollo, tendieron a reducir antiguas superficies de erosión somitales coronadas
actualmente por figuras geométricas periglaciares. El interior de los circos se caracteriza por la
existencia de glaciares rocosos y cubetas de sobreexcavación, convertidas, algunas de ellas, en lagunas.
Figura 1. Nivel de cumbres de Sierra Nevada (izquierda) y Corral del Veleta (derecha)
Del foco glaciar que debió colmar la base del circo del Corral del Veleta durante la Pequeña Edad del
Hielo (siglos XIV/XV-XIX), del que se tiene información desde el siglo XVII a partir de
documentación escrita de época (Gómez Ortiz et al. 2009), en la actualidad sólo se conservan restos de
hielos fósiles y permafrost en proceso acelerado de degradación. Se trata de masas heladas dispuestas
en el tercio oriental del circo, a manera de bolsas discontinuas, todas recubiertas de espesos paquetes de
bloques.
El origen de estas masas heladas hay que situarlo a partir de las últimas décadas del siglo XIX que sería
cuando el glaciar comenzaría a entrar en proceso de reclusión evolucionando hacia glaciar negro y
luego, en bloque todo el cuerpo, hacia glaciar rocoso, pudiéndose clasificar éste como “glacier-derived
rock glaciers” (Humlum 2000). Así, el factor geomorfológico (actividad de la pared-pendiente) sería
determinante en el suministro de material clástico, como también el aporte de nieve, que contribuirían,
ambos, a dar plasticidad al cuerpo helado y al manto detrítico, además de amortiguar la radiación
externa (Jonhson 1987, Fort 2003).
La existencia de hielos fósiles y permafrost fue detectada en el año 1998, a partir de los -120 cm.
Desde el 2001 se viene analizando su estado físico así como las repercusiones geomorfológicas que se
operan en el conjunto del manto detrítico de la base del circo como respuesta a la eficacia de los
procesos periglaciares (Gómez Ortiz et al. 2008).
2. Objetivos y metodología
El objeto central que se plantea en este estudio es determinar el proceso degradativo del hielo fósil y
permafrost instalado en el tercio oriental del Corral del Veleta (figura 2), así como sus parámetros
desencadenantes. Para ello se seleccionó un glaciar rocoso incipiente con masas de hielo fósil y
permafrost en su seno. De este glaciar rocoso (altitud media: 3.106 m; dimensiones: 129,6 m de
longitud, 37,5 m de anchura, 8 m de espesor medio y superficie, 3815 m2) se viene controlando
sucesivamente, desde el año 2001, su evolución morfogenética. Para ello se hace un seguimiento de:
a)
b)
c)
d)
el régimen térmico del suelo.
el grado de recubrimiento nival en verano.
el desplazamiento de los bloques que recubren las masas heladas.
la caracterización geofísica de las masas heladas.
Todos estos controles se llevan a cabo anualmente durante las mismas fechas del verano, a excepción
de la caracterización geofísica que es más distante en el tiempo.
Figura 2: Base del Corral del Veleta e indicación del glaciar rocoso en su tercio oriental
En cuanto a la metodología que se utiliza participa de técnicas procedentes de diferentes disciplinas y
son complementarias entre sí, pues los resultados que se aportan tienden a converger en un objetivo
común: explicar el proceso de degradación de las masas heladas:
Los datos térmicos del suelo se obtienen a partir de sensores autónomos tipo datalogger (UTL-1, UTL2 y HOBO) dispuestos en el interior del suelo del glaciar rocoso a diferentes profundidades.
El desplazamiento de bloques asentados sobre las masas heladas subyacentes se sigue a través de
técnicas geomáticas con instrumentación de estación topográfica total, tipo Topcon GTS-502E, con
apoyo GPS, referenciados en los vértices geodésicos cercanos (picacho del Veleta, 3398 m).
El grado de recubrimiento nival del suelo en verano se obtiene por medio de fotografías digitales
convenientemente corregidas y tratadas con programa CAD MicroStation, módulo Descartes.
Y en cuanto a la prospección geofísica del cuerpo interno del glaciar rocoso se realiza a partir de
tomografía eléctrica con equipo ABEM SAS 4000, cables Lund, y espaciado medio entre electrodos de
2.5 m.
3. Resultados
Los resultados obtenidos de las diferentes campañas de control efectuadas, que cubren el periodo 20012010, permiten resaltar ideas clave de gran interés científico. De ellas, se eluden detalles particulares
por haber sido expuestos con anterioridad (p.e.: Gómez et al. 2003, Gómez et al. 2008, Sanjosé et al.
2007, Tanarro et al. 2010, Salvador Franch et al. 2011, en prensa). Ahora, las ideas clave a resaltar son:
1. El ritmo térmico del suelo en el seno del glaciar rocoso sigue un patrón de conducta fijo
caracterizado por cuatro episodios repetitivos a lo largo del año (figura 3):
a. Largo episodio frío con temperaturas negativas y suelo permanentemente helado (H). Se inicia
en septiembre-octubre y perdura hasta mediados de junio.
b. Corto episodio con temperaturas positivas muy moderadas y suelo deshelado (D). Su duración
se estima en torno a 7 semanas y coincide en la segunda mitad del verano.
c. Dos episodios muy cortos que actúan de tránsito entre los anteriores en los que se opera el
cambio de signo en las temperaturas del suelo:
De positivas a negativas entre octubre y noviembre (T1)
De negativas a positivas a partir de mediados de junio (T2)
Como dato significativo de este patrón térmico hay que subrayar que el deshielo del suelo a partir de
los 1,5 m de profundidad (presumiblemente cercano con el techo de las masas heladas) se opera
durante un corto periodo de tiempo, siempre centrado en verano (agosto-septiembre) cubriendo un
lapso medio de 49 días. Durante ellos los valores térmicos se instalan entre 0,7ºC y -2,5ºC. A esta
profundidad (1,5 m), la temperatura media anual se fija en torno a -1,4ºC.
Figura 3. Ritmo anual de las temperaturas en el suelo en el seno del glaciar rocoso
2. Los desplazamientos que se detectan en los 27 puntos fijos de la superficie del glaciar rocoso que
actúan de control son de dos órdenes: planar (deslizamiento), a favor de la pendiente y vertical
(hundimiento/subsidencia). A lo largo de todos los controles efectuados ha predominado el
hundimiento. Como muestra de ello se indican los valores acumulados durante el periodo 2007-2009
(tabla 1). El tramo más fiable y que puede servir de referencia es el medio por estar asentado sobre
topografía de menor inclinación. Los valores a él referidos muestran 24,4 cm de avance planar, frente a
91,9 cm de hundimiento (tabla 2).
3. El grado de recubrimiento nival en verano en el Corral del Veleta resulta muy variable, según
sectores Lo habitual es que a partir del mes de mayo la nieve tienda a desaparecer, de forma tal que en
agosto ya ha fundido en su mayoría. Sin embargo, los años 2010 y éste 2011 la nieve mantuvo un
recubrimiento cercano al 95% durante todo el verano. Por lo que respecta al sector donde se instala el
glaciar rocoso igualmente la nieve tiene presencia irregular (figura 4). Ésta resultó ausente durante los
años 2005, 2006, 2007 y 2008. El año 2009 albergó un 15%, el 2004 más del 50%, durante 2002 y
2003 no superó el 15% mientras que en los años 2010 y 2011 superó el 95%, lo que impidió, en estos
dos últimos años, llevar a cabo determinados controles (registro térmico y desplazamientos).
Figura 4. Recubrimiento nival del suelo en su tercio oriental (agosto, periodo 2007-2010)
4. En cuanto al estado físico y localización del cuerpo helado interno del glaciar rocoso (hielo glaciar y
permafrost) interesa destacar que ha sufrido variaciones en el tiempo en cuanto a su distribución y
espesor.
En el año 1998 el conjunto de la masa congelada conformaba paquetes continuos y relativamente
homogéneos pudiéndose extender por todo el tercio oriental y zonas adyacentes de la base del Corral
del Veleta (TERRADAT LTD & ETH, (1998). En la zona muestreada se encontró a 1,20 m de
profundidad.
Las masas congeladas en 2009 habían reducido su extensión de manera significativa. Así lo
demostraron las prospecciones realizadas en similares transectos que los efectuados en 1998. En 2009
las masas heladas se disponían en bolsas discontinuas repartidas irregularmente y cuyo techo tendía a
instalarse a partir de los 2m de profundidad correspondiendo a cuerpos resistivos que alcanzaban hasta
los 150000 Ohm.m (figuras 5, 6 y 7).
A
B
Figura 5. Localización de los transectos (A y B) realizados en el glaciar rocoso en 2009
Figura 6. Transecto A, transversal del glaciar rocoso en su tramo medio y márgenes colindantes (N-S)
Figura 7. Transecto B, longitudinal del glaciar rocoso (W-E)
4. Interpretación y discusión
La interpretación de todos estos resultados viene a mostrar que las condiciones climáticas actuales
resultan poco favorables al mantenimiento de las masas heladas atrapadas en el interior del glaciar
rocoso. La conjunción de los resultados obtenidos permite entender que los hielos glaciares relictos y el
permafrost retenido bajo el manto de bloques en el tercio oriental de la base del Corral del Veleta se
encuentran en proceso continuado de degradación, que se resuelve en repetidas subsidencias y reajustes
del paquete clástico y progresiva merma de la masa helada en la que se apoya.
La degradación continuada de las masas heladas descritas debe ser resultado de la sucesión de procesos
físicos en cascada, iniciados a partir de la radiación externa que incide en el suelo y funde la nieve, tal
como se refleja en la figura 7.
1
Energía solar
emisión/propagación de energía solar
1
Figura 7. Esquema interpretativo de los procesos físicos
cascada
2 en Fusión
de la capa nival
2
nieve
nivel del suelo
subsidencia
3
5
paquete
clástico
4
3
Penetración y expansión de la onda
térmica en el paquete clástico y
circulación de aguas de fusión
Degradación del techo de la masa helada
4
masa
helada
Subsidencia/colapso del paquete clástico
5
Figura 7. Procesos físicos en cascada
En efecto, la eliminación progresiva de la nieve en verano propicia que la energía de la radiación
externa penetre progresivamente en la capa activa del suelo generando temperaturas positivas en todo
su perfil logrando alcanzar el techo de las masas heladas (hielo fósil relicto y permafrost), que degrada
y funde. En todo este proceso encadenado la circulación de las aguas de fusión desempeñan un
cometido muy destacado al actuar a manera de transmisor de calor en la capa activa. De esta manera se
explica la subsidencia y el reajuste continuado que experimenta todo el paquete clástico, así como la
fusión del techo helado en el que éste se encuentra asentado. Esto sucede en verano, en pocas semanas
(figura 3, superior, episodio T1). Los datos que se presentan en la tabla 3 referidos a las imágenes de la
figura 8 ilustran muy bien los hechos.
Figura 8. Fotografías del tercio oriental de la base del Corral del Veleta (agosto, 2007-2008 y 2009)
El análisis de los datos de la tabla 3, muy acordes con las imágenes de la figura 8 (sobre todo con la
superficie ocupada por la nieve), viene a indicar la relación directa que existe entre ellos, que se traduce
en el valor anual de subsidencia del glaciar rocoso (tramo medio y conjunto). Es, pues, el grado de
cobertura nival en verano quien favorece o dificulta la eficacia de la temperatura y circulación de aguas
en el seno del suelo y, por consiguiente, la degradación de las masas heladas profundas como resultado
final. Años con presencia de nieve aún a finales de agosto la magnitud de la degradación de las masas
heladas es siempre menor que aquellos otros años en los que la nieve desaparece tempranamente, como
así ocurrió, también, entre el año 2004 y 2005 (Gómez Ortiz et al. 2008). Y como igualmente debió
suceder en 2010 y 2011 cuando todavía a finales del mes de agosto el conjunto de la base del Corral del
Veleta presentaba una espesa capa de nieve que cubría más del 95% del total de la superficie.
La experiencia acumulada desde 2001-2002 permite, asimismo, interpretar el comportamiento físico y
distribución en profundidad que las masas heladas y permafrost han experimentado entre el periodo
1998-2009 obtenidos a partir de datos geofísicos. Los resultados de perfiles de tomografía eléctrica
repetidos en 2009 sobre las mismas posiciones que se ejecutaron en 1998 muestran una disminución y
desconexión de los cuerpos resistivos que corresponden a las masas congeladas profundas. La
desconexión (figuras 6 y 7) pudiera interpretarse por la presencia de zonas relativamente conductoras
con extensión vertical limítrofe a las masas resistivas, coincidentes con pasillos por donde con cierta
seguridad circulan aguas de deshielo El perfil A (figura 6), con penetración hasta 30 m, permiten
estimar un espesor de la masa congelada próximo a 10 m, frente a los 20 m, como mínimo, que
presentaban en 1998.
5. Conclusiones
El análisis de los resultados obtenidos permite explicar que los hielos glaciares relictos y el permafrost
del glaciar rocoso instalados en el tercio oriental del Corral del Veleta se encuentran en proceso
continuado de degradación. Ello se justifica por las repetidas subsidencias que sufre el paquete clástico
y la disminución y desconexión de los cuerpos resistivos congelados en profundidad. La interpretación
que hacemos de estos acontecimientos es resultado de la sucesión de procesos físicos en cascada,
iniciados a partir de la radiación externa que incide en el suelo, muy en particular desde que el glaciar
rocoso queda liberado del manto nival y las aguas de fusión recorren la capa activa. La degradación de
estas masas heladas sucede en verano, en pocas semanas, y de manera más notoria y acelerada desde
que la nieve tiende a permanece menos tiempo en las cumbres de Sierra Nevada, hace ya décadas. Cabe
determinar, sin embargo, si estos acontecimientos son respuesta directa del denominado Cambio Global
por lo que resulta oportuno acumular más datos a partir de los controles iniciados en 2001 y, al tiempo,
comparar nuestros resultados con aquellos otros procedentes de montañas de similares latitudes y
características geográficas (Sanjosé Blasco et al. en prensa).
Agradecimientos
Al proyecto de investigación 018/2007 del Organismo Autónomo Parques Nacionales (OAPN) del
Ministerio de Medio Ambiente del Gobierno de España.
Referencias bibliográficas
Fort, M., (2003). Are high altitude, lava stream-like, debris mixtures all rock glaciers?. A perspective fro
the Western Himalaya. Zeitschrift für Geomorphologie N. F. 130: 11–29.
Gómez Ortiz, A.; Palacios Estremera, D.; Luengo, E.; Tanarro, LM.; Schulte, L. & Ramos, M. (2003)
Talus instability in a recent deglaciation area and its relationship to buried ice and snow cover evolution (picacho
del Veleta. Sierra Nevada, Spain). Geographiska Annaler, 85A (2): 165-182.
Gómez Ortiz, A.; Salvador Franch, F.; Sanjosé Blasco, JJ.; Palacios Estremera, D.; Schulte, L.; Atkinson
Gordo, A. (2008). Evolución morfodinámica de un enclave montañoso recién deglaciado: el caso del Corral del
Veleta (Sierra Nevada), ¿consecuencia del Cambio Climático?. Scripta Nova. Revista Electrónica de Geografía
y Ciencias Sociales. Barcelona: Universidad de Barcelona, 1 de agosto de 2008, vol. XII, 270 (26).
<http://www.ub.es/geocrit/sn/sn-270/sn-270-26.htm> [ISSN: 1138-9788].
Gómez Ortiz, A.; Palacios, D.; Schulte, L.; Salvador Franch, f. & Plana Castellvi, JA. (2009). Evidences
from Historical Documents of Landscape evolution alter Little Ice Age of a mediterranean high mountain area,
Sierra Nevada, Spain (Eighteenth to twentieth Centuries). Geografiska Annaler, 91A (4): 279-289.
Humlum, O. (2000). The geomorphic significance of rock glaciers: estimates of rock glacier debris
volumes and headwall recession rates in West Greenland. Geomorphology, 35: 41–67.
Jonhson, PG. (1987). Rock Glacier: glacier debris systems or high-magnitude lowfrequency flows. In:
Giardino, J., Shroeder, J., Vitek, J.D. (Eds.), Rock Glaciers. Allen and Unwin, London, pp. 175–192.
Salvador Franch, F.; Gómez Ortiz, A.; Salvà Catarineu. M. & Palacios Estremera, D. (2011).
Caracterización térmica de la capa activa de un glaciar rocoso en medio periglaciar de alta montaña
mediterránea. El ejemplo del Corral del Veleta (Sierra Nevada, España). Periodo de observación: 1998-99/200809. Cuadernos de Investigación Geográfica (en prensa)
Sanjosé Blasco, JJ.; Atkinson Gordo, A.; Salvador Franch, F. & Gómez Ortiz, A. (2007). Aplication of
geomatic techniques to monitoring of the dinamics and to maping of the Veleta rock glacier (Sierra Nevada, Spa
in). Zeitschrift für Geomorphologie NF., 51: 78-89.
Sanjosé Blasco, JJ.; Kaufmann, V.; Gómez Ortiz, A.; Serrano Cañadas, E.; Atkinson Gordo, A.; Salvador
Franch, F. & González Trueba, JJ. (2011). Técnicas geomáticas aplicadas al control de los glaciares rocosos.
Comparación de los glaciares rocosos de Doesen (Alpes), Posets (Pirineos) y Corral del Veleta (Sierra Nevada).
Revista Cartográfica, 85 (en prensa).
Sanz de Galdeano, C.; López, AC. (1998). Nature and impact of the neotectonic deformation in the
western Sierra Nevada (Spain). Geomorphology, 30 (3): 259-273.
Tanarro, LM.; Palacios, D.; Zamorano, JJ; & Gómez Ortiz, A. (2010). Cubierta nival, permafrost y
formación de flujos superficiales en el talud detrítico de alta montaña (Corral del Veleta, Sierra Nevada.
España). Cuadernos de Investigación Geográfica, 36 (2): 39-59.
TERRADAT LTD & ETH, (1998). Geophysical Survey réport. Permafrost Investigation Veleta &
Mulhacén. Sierra Nevada. Proyecto PACE (documento inédito).