come si formano Localmente, il meccanismo fondamentale di formazione e' la trasformazione di neve in ghiaccio:

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1 i ghiacciai

2 cosa sono Sono formazioni nevose perenni costituite da grandi masse di ghiaccio, formatesi dall'accumulo di neve negli avvallamenti e dalla sua successiva trasformazione Si formano nelle regioni montuose elevate e soprattutto nelle zone polari, occupando circa il 10% delle terre emerse, e rappresentano il piu' grande serbatoio di acqua dolce del pianeta

3 come si formano Localmente, il meccanismo fondamentale di formazione e' la trasformazione di neve in ghiaccio: Precipitazioni nevose intense nel periodo invernale (densita' 100kg/m3) Fusione non completa dello strato nevoso durante il periodo estivo Metamorfosi dei cristalli nevosi granuli ( firn, 500 kg/m3) Compattamento progressivo della massa saldatura dei cristalli con intrappolamento di aria ghiaccio (circa 5 anni, 900 kg/m3)

4 come si formano Su scala piu' grande i meccanismi di sopravvivenza del ghiaccio cosi' formato coinvolgono: Accumulo: fornitura di materia prima : nevicate Valanghe da pendii sovrastanti Accumuli da vento Trasporto: spostamento verso valle del ghiacciaio: Scorrimento surge Crolli di seracchi Ablazione: consumo di ghiaccio: Fusione / sublimazione Erosione eolica Crolli Distacchi di iceberg in mare o laghi ( calving )

5 equilibrio Bacino di accumulo o di alimentazione, cioe' la zona dove il ghiacciaio guadagna massa Bacino di ablazione, cioe' la zona dove perde massa Linea di Equilibrio (o ELA Equilibrium Line Altitude): e' la linea di separazione tra i due bacini, di fatto la linea delle nevi perenni, dove, alla fine della stagione di ablazione, finisce la parte di ghiacciaio ancora coperta da neve e quella totalmente scoperta

6 equilibrio le aree del ghiacciaio sono in un continuo equilibrio dinamico, attraverso il cosiddeto bilancio di massa: La massa guadagnata a monte scende verso valle Supera la linea di equilibrio Compensa le perdite per ablazione nel bacino a valle (e permette l'esistenza di lingue glaciali al di sotto della linea delle nevi perenni)

7 evoluzione Fattori climatici (precipitazioni piu' o meno intense, profilo annuo di temperature ecc) sbilanciamento equilibrio: pulsazioni variazioni frontali (avanzate o regressi del fronte glaciale) e variazioni del bilancio di massa (aumento o diminuizione della massa del ghiacciaio, espressi in metri di spessore di acqua equivalente) (fenomeni non in fase con le oscillazioni climatiche, a causa dell'inerzia termica dell'apparato glaciale, quanto piu' questo e' grande)

8 evoluzione Nella storia della Terra vi sono state alternanze di periodi caldi e di periodi freddi: le principali glaciazioni del Quaternario (da 1.8 milioni di anni fa: Gunz, Mindel, Riss, Wurm dai nomi di quattro affluenti del Danubio) ricoprirono le Alpi con una calotta di ghiaccio spessa fino a 2000 metri. al termine dell'ultima glaciazione (circa anni fa) inizia una fase di generale deglaciazione, e di ritiro dai fondovalle, con brevi periodi di inversione di tendenza formazione dei cordoni morenici denominati "tardiglaciali". età Romana, circa anni fa: generale riscaldamento, con transito facilitato lungo i passi alpini. medioevo, intorno al d.c.: altro periodo caldo, con le grandi colonizzazioni delle Alpi da parte del popolo Walser.

9 evoluzione dal 1500 al 1850 circa ebbe invece un periodo di raffreddamento che provocò un notevole incremento dei ghiacciai alpini: è la cosiddetta Piccola Età Glaciale, in cui furono edificati imponenti apparati morenici. successivamente comincia una fase di generale riscaldamento fino alla metà di questo secolo (con una breve inversione di tendenza attorno al 1920) dopo il 1950 nuovo raffreddamento fino ai primi anni '80: stagioni invernali particolarmente ricche di precipitazioni nel periodo favorirono un leggero incremento delle masse glaciali. attualmente siamo in una fase di regresso glaciale, con temperature elevate e scarsità di precipitazioni nevose (a parte le annate 2009 e 2010).

10 classificazione classificazione in base alla temperatura: Ghiacciai temperati (o caldi ): la temperatura è costantemente appena sotto il punto di fusione del ghiaccio sotto pressione, e vi è la presenza di acqua allo stato liquido. Ghiacciai freddi (polari o subpolari) in cui la temperatura è costantemente sotto zero, salvo in superficie nel periodo estivo. Nelle Alpi i ghiacciai sono quasi tutti temperati, salvo piccole superfici incollate, gelate contro la montagna, situate al disopra del crepaccio terminale. Sotto il ghiaccio, salvo appunto per le parti incollate, la temperatura del suolo è positiva e non vi è permafrost

11 classificazione classificazione in base alla collocazione: Ghiacciai continentali ( inlandsis ): masse che ricoprono una vasta area geografica (> km), e con profondita' medie da 1000 a 5000m (Antardide) Piattaforme di ghiaccio: spessa massa che si forma dove un ghiacciaio o una calotta di ghiaccio si diffondono oltre la linea costale, spingendosi fin sulla superficie dell'oceano (si trovano solo in Canada, Groenlandia e nell'antartico. Ghiacciai regionali o montani: massa localizzata all'interno di catene montuose (profondita' media fino a 80 m)

12 classificazione I Ghiacciai montani a loro volta si suddividono in: pirenaici o di circo : di forma circolare o semicircolare senza una lingua glaciale evidente alpini o vallivi : un solo bacino collettore e da una sola lingua glaciale himalayani: due o più bacini collettori che danno luogo a lingue glaciali distinte che confluiscono in una sola lingua generalmente di notevole estensione scandinavi o d'altopiano : formati da un solo bacino collettore da cui defluiscono più lingue glaciali sui versanti opposti alaskani o pedemontani : confluenza di più lingue glaciali più o meno parallele che si saldano allo sbocco vallivo sino a formare un unico grande corpo glaciale

13 movimenti I ghiacciai tendono a muoversi, sotto la spinta della forza di gravita'. Il ghiaccio si comporta come un solido fragile fino ai 30-50m di profondita', mentre a profondita' maggiori il comportamento diventa plastico, a causa della pressione degli strati soprastanti, che vince sulle forze di coesione tra gli strati. Slittamento basale (tipico dei ghiacciai temperati): l'intero ghiacciaio si sposta sul terreno su cui poggia, lubrificato dallo strato acquoso che si forma all'interfaccia con la roccia (a causa del diminuito punto di fusione dovuto alla pressione, e al calore geotermico), e avanza di cm al giorno

14 movimenti Rottura: diverse velocita' tra gli strati (per attrito col letto glaciale, con le pareti vallive, alle curve della lingua glaciale, per cambi di pendenza ecc.) tensioni distensive o compressive spaccature della massa stessa ( crepacci ), profonde a volte fino a 30 m e larghe qualche metro, spesso nascosti da "ponti di neve". I crepacci si possono classificare in base a: posizione (crepacce terminali (Bergschrund), marginali o periferici (contro la parete di roccia), centrali, frontali) disposizione (trasversali (arcuati e concavi verso valle), longitudinali (a seconda di restringimento/allargamento della colata), obliqui (si formano ai lati a contatto con la roccia), radiali (dove il ghiacciaio curva, al raggio esterno dove vi è un processo distensivo), caotici (al raggio interno della curva, dove vi è un processo compressivo)) forma ( a Y" (larghi in superficie e gradualmente stretti verso il fondo a causa della forma convessa del suolo sottostante), a campana" (stretti in superficie e larghi in profondita' a causa della forma concava del suolo sottostante). crepaccio a Y crepaccio a campana

15 movimenti Crollo: in presenza di forti cambi di pendenza, le masse fratturate dai crepacci si separano a formare blocchi a forma di parallelepipedo (seracchi), che, spinti dal movimento delle masse a monte, tendono a crollare Surge: in particolari condizioni (climatiche o geotermiche), lo strato acquoso basale che funge da lubrificante aumenta in modo cospicuo, e a quel punto l'attrito tra il corpo del ghiacciaio e la base rocciosa si riduce fortemente, permettendo un movimento del ghiacciaio verso valle fino a 100 volte piu' veloce del normale (decine di metri/gg); a volte il surge e' causato da smottamenti dello strato basale, soprattutto se formato da rocce sedimentarie scarsamente coese Calving: quando il ghiacciaio raggiunge un lago o il mare, continua il suo movimento su di questi, galleggiando, finche' la combinazione delle forze di gravita', idrostatiche e la pressione delle masse a monte crano dei distacchi di blocchi in acqua

16 movimenti Nel movimento verso valle, la massa del ghiacciaio esara la roccia su cui scivola, attraverso due fenomeni principali: sradicamento: indebolimento del manto roccioso con fratture e asportazione di detriti abrasione: attrito sul fondo roccioso sia da parte della massa ghiacciata che da parte dei detriti asportati

17 morfologia

18 morfologia cre pa cci at erm ina le

19 morfologia cre pa cci at seracchi erm ina le crepacci

20 morfologia lingua glaciale

21 morfologia Morene: accumuli di detriti rocciosi ( till o tillite se consolidati) trasportati da un ghiacciaio; forte eterogeneità nella dimensione dei clasti (detriti ghiaiosi a spigoli vivi, annegati in un'abbondante matrice argillosa siltosa). morene laterali, situate a fianco del ghiacciaio. morene mediane, situate alla confluenza di due ghiacciai. morene di fondo, formate da materiale trascinato dal ghiacciaio sul suo fondo. morene frontali, disposte davanti alla lingua, tipicamente a forma di anfiteatro.

22 Morfologie residuali Una volta che il ghiacciaio si ritira, lascia sul terreno tracce della sua passata esistenza e dei suoi movimenti Valle glaciale, con sezione trasversale ad U (a differenza di quelle fluviali, a V), perche' l'azione erosiva dei ghiacciai è esercitata dall'intera massa su tutta la superficie di contatto tra essi e il terreno. I ghiacciai le hanno scavate più ampie e profonde mutandone la forma attraverso i processi di erosione glaciale abbondanza di till trasportato precedentemente nel ghiacciaio, e, sul letto della valle, depositi di un materiale composto di argilla e massi (boulder clay). A volte in fondo alla valle glaciale si trova un misfit stream (corso d'aqua disadattato o non idoeneo), più piccolo di quello che ci si aspetterebbe in proporzione alle dimensioni della valle Valle sospesa: valle tributaria con un fondo posto su un rilievo più alto del "canale" principale nel quale sbocca: sono associate ad un estinto ghiacciaio tributario che defluiva in uno di volume maggiore. Il ghiacciao principale erode una valle a U con pareti quasi verticali mentre il ghiacciaio tributario, con un volume minore di ghiaccio, forma una valle a U meno profonda. Circo: depressione a forma di scodella scavata dalla sorgente di un ghiacciaio. Arête:cresta di roccia sottile che si forma quando due ghiacciai erodono valli a forma di U parallele o due circhi opposti Il bordo è spesso affilato a causa del processo crioclastico di congelamento/scongelamento. Cleaver: un tipo di arête che separa un flusso unificato di ghiaccio in due ghiacciai che si fiancheggiano paralleli alla cresta. Può essere paragonato a un'isola situata in un fiume. Dove tre o più circhi si incontrano, viene a formarsi un picco o cuspide, horn (come nel Cervino). Tarn: un lago formato nel fondo di un circo quando il suo ghiacciaio viene fuso. Valle a tunnel il tunnel è quello formato dall'erosione idraulica del ghiaccio e della roccia sottostante ai margini del ghiacciaio. La valle a tunnel è ciò che resta di esso nella roccia sottostante, quando il ghiaccio si è sciolto.

23 Morfologie residuali Depositi glaciali stratificati deposito di dilavamento glaciale sabbia/ghiaia nella pianura di fronte ai ghiacciai Kettle: è un corpo d'acqua poco profondo riempito di sedimenti formatosi dal ritiro dei ghiacciai Esker crinali ripidi laterali di ghiaia/sabbia causati dal riempimento da parte di detriti dei canali d'acqua che corrono all'interno della massa glaciale o sul suo fondo. Molto lunghi, possono ricordare un rilevato stradale o ferroviario. Kame: collina di forma irregolare composta da sabbia, ghiaia e tillite che si accumulano nella depressione di un ghiacciaio che si ritira, per poi depositarsi sul terreno con il progressivo scioglimento del ghiaccio. Varva: alternanza di sottili strati sedimentari (con granulometria sia fine che grossolana) di un lago proglaciale. Le condizioni estive fanno sì che si depositi più materiale (e più grossolano) rispetto alle condizioni invernali che ne apportano in minore quantità e con grana più fine. Depositi glaciali non stratificati Morene: gia' descritte, rimangono in sito una volta che il mezzo di trasporto (il ghiacciaio) si ritira; raggiungono anche dimensioni notevoli (anfiteatro morenico di Ivrea) Drumlin: colline levigate allungate composte di till e da un substrato roccioso pre-esistente pianalto: punto di accumulo delle morene provenienti dall'incontro di piu' ghiacciaio, allo sbocco vallivo, poi modellati ed incisi dalle acque, che hanno frazionato la primitiva cima dell'altopiano in una serie di terrazze più piccole, separate da un fitto dedalo di valli. La conseguenza è che i pianalti oggi danno luogo a grandi terrazzamenti elevati rispetto al livello della pianura. Masso erratico: grande roccia trasportata a fondovalle da un ghiacciaio. Questi massi, dopo che il ghiacciaio si è ritirato, occupano un'insolita posizione in mezzo alla pianura

24 pericoli Crepacci Seracchi Cambiamenti climatici ed implicazioni per l ambiente glaciale e periglaciale fusione dei ghiacciai: aumento zone crepacciate torrenti di superficie e mulinelli glaciali formazione laghi di contatto che si ampliano per fenomeni termocarsici rischio di svuotamento improvviso con inondazioni a valle (es: lago effimero del ghiacciaio del Rocciamelone) scomparsa di classiche vie alpinistiche su ghiaccio incremento dei fenomeni d instabilità naturale e dei rischi associati (di crolli di roccia lungo itinerari finora ritenuti sicuri; problemi di stabilità di strutture in alta quota, quali rifugi alpini e impianti funiviari, attribuibili alla degradazione del permafrost; accresciuta esposizione di persone e strutture al rischio di rotte glaciali e di valanghe di ghiaccio/roccia)

25 altre forme glaciologiche ghiacciai neri o detritici rock glaciers glacionevati