Buscando los impulsores de las inundaciones repentinas de los lagos glaciares en un mundo cada vez más cálido

Los lagos glaciares se forman cuando el agua de deshielo queda atrapada detrás de una presa, generalmente hielo glacial, lecho de roca o un tipo de morrena (los tipos terminales son una pila no consolidada de escombros en la extensión máxima del glaciar).

Cuando una presa falla, la liberación repentina resultante de un gran volumen de agua se conoce como inundación repentina, y tiene consecuencias catastróficas para el medio ambiente y las comunidades río abajo. Estos eventos aparentemente se están volviendo más comunes a medida que los glaciares retroceden y el agua de deshielo se acumula en lagos glaciares más grandes y numerosos, debido al cambio climático.

Buscando los generadores de inundaciones repentinas de los lagos glaciares

A menudo, los temblores del suelo provocados por los terremotos se han asociado con el desencadenamiento de desbordamientos de lagos glaciares al alterar la integridad de la presa. La actividad sísmica también puede desencadenar la desestabilización de las laderas circundantes, lo que resulta en avalanchas de escombros de roca que desplazan el agua de la presa y la desbordan. Sin embargo, un nuevo estudio publicado en Geophysical Research Letters sugiere que este puede no ser el caso y que desencadenar los procesos podría ser mucho más complicado.

La Dra. Joanne Wood, investigadora postdoctoral en la Universidad de Exeter, y sus colegas investigaron los lagos glaciares en los Andes tropicales de Perú y Bolivia, América del Sur, y el registro de explosiones asociadas con terremotos. Descubrieron que de 59 terremotos ocurridos entre 1900 y 2021 cerca de lagos glaciares, sólo uno provocó una inundación.

Reflexionando sobre el actual récord mundial de desbordamientos de lagos glaciares provocados por terremotos, el Dr. Wood afirma que sólo 11 pueden vincularse con confianza a esta asociación (ocurrieron en Perú, Nepal y Suiza), seis de los cuales están asociados con un solo terremoto de magnitud 7,9 en mayo de 1970 en la Cordillera Blanca del Perú, que desestabilizó lagos predominantemente represados por morrenas.

Claramente, a pesar del vínculo intuitivo entre la actividad sísmica que desestabiliza las represas y causa inundaciones catastróficas, la evidencia local de los Andes y global hasta ahora no respalda empíricamente la suposición.

Resultados sorprendentes del estudio

Para probar esto más a fondo, el equipo de investigación utilizó el Catálogo del Servicio Geológico de los Estados Unidos para identificar 11.733 terremotos de magnitud >4 y 67 inundaciones por estallidos de lagos glaciares conocidas temporalmente desde principios de 1900. Estos eventos de inundaciones luego se dividieron en cuatro categorías para determinar si había un desfase temporal de un desencadenante sísmico al evaluar si ocurrieron el mismo día que un terremoto, dentro de un mes, dentro de seis meses o dentro de un año.

Los científicos utilizaron este conjunto de datos para investigar cuatro procesos asociados con los terremotos y por qué estos no desencadenaron inundaciones en los lagos glaciares (a excepción de la anomalía de 1970).

Procesos asociados:

- Deslizamientos de tierra que provocaron el desbordamiento de morrenas: para el evento de 1970, cinco de las seis inundaciones repentinas fueron provocadas por movimientos en masa, pero el Dr. Wood y sus colegas sugieren que el tamaño más pequeño de los lagos glaciares puede significar que esto no causa tanto desplazamiento de agua como lo haría. lo haría al bloquear un sistema fluvial, por ejemplo.

- Los temblores perturban las morrenas: las ondas de los cuerpos sísmicos (ondas P y S que viajan a través de las capas internas de la Tierra) se disipan cuando alcanzan el fondo de los valles donde se encuentran los lagos glaciares, mientras que las ondas superficiales pueden quedar bloqueadas por algunos tipos de topografía. La reducción de las sacudidas que llegan a las morrenas significa que es menos probable que colapsen, y los pequeños movimientos pueden incluso ser beneficiosos para reducir la porosidad y la permeabilidad para aumentar la estabilidad.

- Licuefacción: los sedimentos poco consolidados y saturados de agua son susceptibles a la licuefacción, por lo que la superficie del suelo pierde fuerza y las estructuras suprayacentes se hunden en ella. Los sedimentos vulnerables se componen, por supuesto, de limo, arena fina y grava, que son generalmente más pequeños que los constituyentes de las morrenas que forman presas.

- Fallas: las presas de los lagos glaciares tienden a no tener fallas importantes que las atraviesen para iniciar puntos de falla y drenaje, y si las fallas cruzan el lago, tienden a no expresarse en la superficie.

Considerando una vez más la anomalía de 1970, la Dra. Wood y sus colegas sugieren que este terremoto desencadenó miles de desprendimientos de rocas, deslizamientos de rocas y deslizamientos de tierra en lagos a lo largo de tres valles compuestos de granitoides profundamente erosionados que habían sido desestabilizados por acuñamientos de hielo. Este es el proceso por el cual el agua fluye hacia las grietas, se congela y causa expansión, abriendo así aún más la grieta.

Más allá de la teoría del desplazamiento del agua y de que estos son en su mayoría lagos represados por morrenas en lugar de represas de lecho de roca, como el resto de los lagos peruanos, es precisamente por qué el evento de 1970 fue tan catastrófico en términos de inundaciones por desbordamiento de lagos glaciares que requiere más investigación.

Sin embargo, esta investigación es importante ya que cuestiona la concepción de los terremotos como el principal impulsor de las inundaciones por desbordamiento de lagos glaciares, y sugiere que es necesario realizar más investigaciones para determinar el impulsor principal (potencialmente el permafrost y la geología estructural) con el fin de ayudar en las evaluaciones de peligros. mitigar los impactos en el medio ambiente, la infraestructura y las comunidades locales.

Referencia

Joanne L. Wood et al, Shaking up Assumptions: Earthquakes Have Rarely Triggered Andean Glacier Lake Outburst Floods, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2023GL105578