MORFOLOGIA GLACIALE

ITG A. POZZO
LICEO TECNOLOGICO
MORFOLOGIA GLACIALE
INDIRIZZO: Costruzioni, Ambiente, Territorio - opzione B
GEOLOGIA E TERRITORIO
Classe 4^ - 3 ore settimanali
Schede a cura del prof. Romano Oss
Un ghiacciaio è una spessa massa di ghiaccio che si forma sulla
terraferma in conseguenza della compattazione e ricristallizzazione
della neve, e non dal semplice raffreddamento dell'acqua, e
ovviamente si formeranno in quelle zone dove cade più neve in
inverno di quanta se ne sciolga d'estate.
I ghiacciai occupano attualmente il 10-11% delle terre emerse ed il
loro volume complessivo è di circa tra i 30 e i 35 milioni di
chilometri cubi.
La zona in cui si verifica questo accumulo di neve è chiamata
bacino collettore e il suo limite inferiore è detto limite delle nevi
persistenti; la quota di questo limite può variare notevolmente a
seconda di dove ci si trova: così vicino ai poli questo limite può
essere la superficie del mare, mentre in zone vicino all'equatore
questo limite si trova vicino ai 4.500 metri di altitudine;
l'esistenza stessa di un ghiacciaio dipende dalla differenza tra
l'alimentazione, cioè l'accumulo di neve che poi diventerà
ghiaccio, e l'ablazione, che è la quantità di ghiaccio persa per
fusione o per sublimazione (il passaggio dell'acqua da ghiaccio
direttamente a vapore acqueo senza passare dalla fase liquida),
per i crolli o valanghe.
Una morfologia dovuta ad
erosione glaciale; da notare
in alto a sinistra un bacino
collettore (circo glaciale)
Il grafico delle nevi
perenni in relazione alla
latitudine e altitudine
Quindi possiamo considerare il ghiaccio come una roccia, cioè
una sostanza solida che si ritrova naturalmente sul nostro
pianeta; come le rocce infatti ha molte caratteristiche in comune:
si forma dal raffreddamento dell'acqua, è nettamente stratificato,
come per le rocce sedimentarie, e può subire delle fasi di
ricristallizzazione, se sottoposto a moderate pressioni, proprio
come si modificano le rocce metamorfiche. Esistono vari tipi di
ghiacciai ma senza entrare troppo nel particolare diciamo che
sostanzialmente i ghiacciai si dividono in due categorie:
le calotte glaciali continentali (chiamate anche inlandis, termine
norvegese) che hanno una forma largamente convessa con la
tendenza di fluire dal centro verso i margini; in questa categoria
rientrano i due enormi ghiacciai Antartico e Groenlandese
(insieme questi due rappresentano il 99% dei ghiacciai totali).
alcune lingue glaciali che scendono
dal Gornergletscher (Alpi Svizzere),
da notare le morene laterali e
mediane;
un ghiacciaio incanalato in
una singola valle
(Lauteraarhorn, Svizzera).
L'inlandis antartico ha una superficie di circa 13 milioni di
chilometri e il suo spessore supera spesso i 4 chilometri; talvolta
spunta dallo strato di ghiaccio il substrato continentale che quindi
si presume essere molto accidentato e irregolare, ma la maggior
parte del substrato si trova ad una quota che è inferiore al livello
del mare a causa del fenomeno dell'isostasia.
L'inlandis Groenlandese sembra essere contenuto da due catene
montuose, una a est e l'altra a ovest dell'isola che sono superate a
tratti da enormi lingue di ghiaccio che si spingono fino al mare. La
morfologia delle zone che furono occupate dagli inlandis durante
l'ultima glaciazione, ed ora libere, è caratterizzata dal fatto che
nelle zone centrali vi sono tipiche forme di erosione che hanno
modellato la topografia in dolci forme collinari dette montonate,
rocce striate e levigate, e la mancanza di una rete idrografica ben
sviluppata, come per la Scandinavia o il Labrador; le zone
periferiche sono delle aree di accumulo dei sedimenti trasportati e
sono caratterizzate dalla presenza di morene di fondo e di campi
collinari allungati nella direzione di propagazione del ghiacciaio
(chiamati drumlins) e parallele le une con le altre come nella la
zona dei grandi laghi in America o nella pianura polacca.
disegno con le tipiche strutture della morfologia glaciale
un drumlin nella zona settentrionale dello stato di New York, Stati Uniti.
L'altra grande categoria è rappresentata dai ghiacciai di montagna
che come abbiamo visto sono solo 1% del totale. Questi possono
essere dei ghiacciai vallivi, cioè si limitano ad essere una lingua
che da un bacino alimentatore si snoda lungo una valle; possono
essere dei ghiacciai vallivi ramificati, cioè si hanno più zone di
alimentazione e le lingue che se ne sviluppano poi si uniscono a
formare un'unica colata lungo la valle.
Possiamo avere dei ghiacciai di altopiano che occupano superfici
pianeggianti (non c'è una grande differenza con gli Inlandis salvo
per le dimensioni notevolmente ridotte), ghiacciai morti cioè che
non sono ne alimentati ne hanno una spinta in avanti, ghiacciai
temperati cioè la loro temperatura è prossima allo 0°, ghiacciai
pedemontani cioè le lingue di ghiaccio arrivano fino a zone
prossime alla pianura, come il Ghiacciaio Malaspina in Alaska.
Possiamo inoltre avere numerose altre forme di ghiacciaio, che
però sono di dimensioni molto ridotte, come quelli di circo, di
pendio, di canalone, sospesi, e molti altri.
una pianura di alluvionamento fluvioglaciale con i
caratteristici stagni (kettles)
Ma a differenza delle altre tipologie di rocce il ghiacciaio è anche
una massa in movimento ed è questa la vera causa della morfologia
glaciale. Il movimento di un ghiacciaio si può assimilare a quello di
un fluido molto viscoso e tanto è maggiore lo spessore del
ghiacciaio, e inclinata la superficie di scorrimento, tanto più veloce
questo scivolerà lungo il pendio. Quindi i ghiacciai si muovono
grazie alla spinta della gravità mentre si oppongono al suo
movimento l'attrito con il fondo roccioso, e gli attriti interni dovuti
alle deformazioni che il ghiaccio deve subire per potersi muovere.
Le velocità misurate, sulle lingue dei più grandi ghiacciai Alpini,
sono di qualche decina di centimetri al giorno cioè di 50-100 metri
all'anno, ma si raggiungono anche velocità superiori nei fiordi della
Groenlandia e nell' Himalaia dove si hanno lingue che procedono a
ritmi di 1000-1500 metri all'anno;
si possono inoltre avere dei ghiacciai chiamati surging glaciers
che sono per così dire "stagionali" nel senso che si muovono
molto velocemente (anche 20-30 metri al giorno) ma si
esauriscono molto velocemente nell'arco di qualche mese o
anno e poi tornano alle consuete velocità; si può quasi dire che
si tratta di ghiacciai in piena.
A destra una
sezione che mostra i
vari movimenti
all'interno di una
lingua glaciale.
A sinistra delle strie
glaciali lasciate su
una roccia del
substrato.
Ma vediamo nel particolare il movimento del ghiaccio:
come si è detto questo si comporta come un fluido viscoso (ma
questo solo se vi è applicata una pressione sufficiente altrimenti il
comportamento del ghiaccio è di tipo fragile) ma non tutta la
sezione del ghiaccio si muove alla stessa velocità in quanto la
parte sottostante è rallentata dall'attrito con il fondo e sembra che,
a causa dell'elevata pressione che si trova alla base (e al calore
generato dall'attrito con le rocce), questa si trovi ad una
temperatura prossima alla fusione e che si verifichino
continuamente fusioni e ricongelamenti;
quindi si avrebbe uno strato basale allo stato semifluido (un livello di
acqua infatti è stato trovato durante delle perforazioni in Antartide ad
oltre 2 chilometri di profondità) e probabilmente è proprio questo
particolare che permette il movimento poiché le parti allo stato fluido
fanno diminuire l'attrito con le rocce e le lubrificano per permettere
lo scorrimento, mentre la parte superiore del ghiaccio segue quella
sottostante con un comportamento rigido. In presenza di irregolarità
nel substrato roccioso, che inducono variazioni nella velocità di
flusso che quindi non risulta essere più omogenea, nel corpo del
ghiacciaio si producono numerose lacerazioni e fessure dette
crepacci.
Nella foto sotto una morena laterale ben sviluppata deposta dal
ghiacciaio Athabaska (Canada).
Ma vediamo adesso come questi movimenti e scorrimenti
possono influenzare l'aspetto e la morfologia di quei luoghi: il
ghiaccio nel suo movimento erode (questo processo è indicato con
il nome di esarazione) e incide le rocce del basamento come fanno
i fiumi, che erodono l'alveo in cui fluiscono e trasportano verso
valle i detriti. Si possono distinguere vari stadi come la rimozione,
cioè il ghiaccio ingloba nella sua massa detriti già disgregati
presenti sul posto e li trascina con se, o l'abrasione provocata
dallo sfregamento della massa ghiacciata e soprattutto dai detriti
inglobati nella massa ghiacciata sul fondo roccioso, infatti si
possono notare delle superfici levigate e arrotondate (liscioni
glaciali e rocce montonate), strie e scanalature dirette secondo la
direzione del flusso del ghiaccio; possiamo anche avere lo
sradicamento di interi blocchi di roccia (quarrying) dal fondo e
dai fianchi del ghiacciaio, ma tutto questo fa ritenere che
l'erosione glaciale dipenda fortemente dalla natura e condizioni
strutturali delle rocce su cui si muove, quindi i ghiacciai sono
un'importante agente di erosione selettiva.
Nella foto accanto il
Cervino (Alpi Pennine), da
notare come le pareti sono
state modellate dall'erosione
glaciale
Schema con la formazione del lago di Garda (la lingua glaciale si
è ritirata circa 30.000 anni fa)
Il complesso dei materiali rocciosi trasportati, o lasciati sul posto
dopo la fusione del ghiaccio, sono dette morene e possono
trovarsi alla base del ghiaccio stesso (morene di fondo) ed hanno
un effetto livellatore poiché colmano le zone depresse, oppure i
detriti possono essere trasportati a margini e formare le morene
laterali che sono delle vere e proprie strisce di detriti oppure, alla
confluenza di due lingue glaciali, l'unione di due morene laterali
darà vita ad una morena mediana. Quando un ghiacciaio si ritira
(ad esempio in estate) lascia sul posto delle costruzioni
moreniche che non sono altro che piccole colline e rilievi a
morfologia complessa e irregolare costituiti da elementi
eterogenei da un punto di vista granulometrico e privi di qualsiasi
forma di stratificazione. Si possono distinguere in morene frontali
di forma tipicamente convessa (tipo anfiteatro) che segnano il
limite massimo di espansione glaciale (alcuni esempi si possono
trovare in pianura padana come quello di Rivoli Torinese formato
dal ghiacciaio che percorreva la Val Susa durante il Quaternario,
o lo stesso Lago di Garda).
foto del settore della Groenlandia con le tipiche rocce
Oltre a questi accumuli morenici i ghiacciai lasciano anche altre
"impronte" a testimoniare il loro passaggio come il circo glaciale,
che è una depressione subcircolare contornata da ripide pareti
rocciose e parzialmente sbarrata verso valle da una soglia; questo
non è altro il punto dove il ghiacciaio nasceva e veniva
alimentato.
Un'altra forma molto caratteristica sono le valli glaciali con la
loro tipica forma, in sezione, ad U (le valli "fluviali" hanno una
forma a V, ma non bisogna escludere altri processi che possono
dare luogo a queste forme) e risultano da un rimodellamento, per
erosione sui fianchi e sul fondo, di solchi vallivi preesistenti; o le
valli sospese o pensili causate dall'incontro di due lingue glaciali
di cui una era molto più sviluppata della altra. Un'altra tipica
forma sono i fiordi (famosi quelli Norvegesi) che sono insenature
marine, solitamente molto profonde (spesso tra i 1000 e 1500
metri), dai fianchi ripidissimi che non sono altro che delle valli
glaciali che sono state invase dal mare alla fine dell'era glaciale,
quando questo si è alzato di livello .
Valle di Lauterbrunnen (Svizzera) con il profilo a U
Schema per la formazione delle valli sospese
La grossa profondità di questi fiordi è causata da fatto che l'azione
erosiva del ghiaccio non è influenzata, come accade ai fiumi, dal
livello di base del mare, infatti questo può continuare ad erodere il
fondo per molto tempo prima che il mare si alzi a tal punto da fare
galleggiare tutta la massa di ghiaccio (ad esempio una lingua
glaciale di 300 metri di spessore che arriva la mare può continuare
ad erodere il fondo della valle per altri 250 metri prima che inizi a
galleggiare. Una notevole importanza assumono le acque di fusione
che si formano al margine della lingua glaciale; queste acque infatti
trasportano via numerose quantità di sedimenti, e quando queste
acque raggiungono la superficie pianeggiante perdono velocità e
depositano gran parte dei detriti. In questo modo a valle della
maggior parte delle morene terminali si viene a formare una larga
superficie a debole pendenza detta pianura di alluvionamento
fluvioglaciale spesso cosparsa di piccole depressioni riempite di
acqua, dette kettles causate dalla presenza di qualche blocco di
ghiaccio nei sedimenti che poi si è sciolto e ha lasciato l'incavo nel
terreno.
Nelle foto sotto una sequenza di valli glaciali con il profilo a U, e
fluviali con il profilo a V (la prima da sinistra).