Published June 9, 2021
| Version v1
Publication
Open
Evolution of Surface Characteristics of Three Debris-Covered Glaciers in the Patagonian Andes From 1958 to 2020
Creators
- 1. National University of Cuyo
- 2. Instituto de Química del Noroeste Argentino
- 3. University of Chile
- 4. University of Zurich
- 5. GeoVille (Austria)
- 6. Instituto Nacional del Agua
Description
A number of glaciological observations on debris-covered glaciers around the globe have shown a delayed length and mass adjustment in relation to climate variability, a behavior normally attributed to the ice insulation effect of thick debris layers. Dynamic interactions between debris cover, geometry and surface topography of debris-covered glaciers can nevertheless govern glacier velocities and mass changes over time, with many glaciers exhibiting high thinning rates in spite of thick debris cover. Such interactions are progressively being incorporated into glacier evolution research. In this paper we reconstruct changes in debris-covered area, surface velocities and surface features of three glaciers in the Patagonian Andes over the 1958–2020 period, based on satellite and aerial imagery and Digital Elevation Models. Our results show that debris cover has increased from 40 ± 0.6 to 50 ± 6.7% of the total glacier area since 1958, whilst glacier slope has slightly decreased. The gently sloping tongues have allowed surface flow velocities to remain relatively low (<60 m a −1 ) for the last two decades, preventing evacuation of surface debris, and contributing to the formation and rise of the ice cliff zone upper boundary. In addition, mapping of end of summer snowline altitudes for the last two decades suggests an increase in the Equilibrium Line Altitudes, which promotes earlier melt out of englacial debris and further increases debris-covered ice area. The strongly negative mass budget of the three investigated glaciers throughout the study period, together with the increases in debris cover extent and ice cliff zones up-glacier, and the low velocities, shows a strong linkage between debris cover, mass balance evolution, surface velocities and topography. Interestingly, the presence of thicker debris layers on the lowermost portions of the glaciers has not lowered thinning rates in these ice areas, indicating that the mass budget is mainly driven by climate variability and calving processes, to which the influence of enhanced thinning at ice cliff location can be added.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أظهر عدد من الملاحظات الجليدية على الأنهار الجليدية المغطاة بالحطام في جميع أنحاء العالم تأخرًا في الطول وتعديل الكتلة فيما يتعلق بتقلب المناخ، وهو سلوك يُنسب عادةً إلى تأثير عزل الجليد لطبقات الحطام السميكة. ومع ذلك، يمكن للتفاعلات الديناميكية بين غطاء الحطام والهندسة والتضاريس السطحية للأنهار الجليدية المغطاة بالحطام أن تتحكم في سرعات الأنهار الجليدية وتغيرات الكتلة بمرور الوقت، حيث تظهر العديد من الأنهار الجليدية معدلات ترقق عالية على الرغم من غطاء الحطام السميك. يتم دمج هذه التفاعلات تدريجياً في أبحاث تطور الأنهار الجليدية. في هذه الورقة، نعيد بناء التغييرات في المساحة المغطاة بالحطام والسرعات السطحية والسمات السطحية لثلاثة أنهار جليدية في جبال الأنديز الباتاغونية خلال الفترة 1958-2020، بناءً على صور الأقمار الصناعية والجوية ونماذج الارتفاع الرقمية. تظهر نتائجنا أن غطاء الحطام قد زاد من 40 ± 0.6 إلى 50 ± 6.7 ٪ من إجمالي مساحة الأنهار الجليدية منذ عام 1958، في حين انخفض منحدر الأنهار الجليدية بشكل طفيف. سمحت الألسنة المنحدرة بلطف لسرعات التدفق السطحي بالبقاء منخفضة نسبيًا (< 60 m a −1 ) على مدى العقدين الماضيين، مما منع إخلاء الحطام السطحي، والمساهمة في تشكيل وارتفاع الحد العلوي لمنطقة الجرف الجليدي. بالإضافة إلى ذلك، يشير رسم خرائط ارتفاعات خط الثلج في نهاية الصيف على مدى العقدين الماضيين إلى زيادة في ارتفاعات خط التوازن، مما يعزز الذوبان المبكر للحطام الجليدي ويزيد من مساحة الجليد المغطاة بالحطام. تُظهر ميزانية الكتلة السلبية القوية للأنهار الجليدية الثلاثة التي تم التحقيق فيها طوال فترة الدراسة، إلى جانب الزيادات في مدى غطاء الحطام ومناطق الجرف الجليدي أعلى الجليد، والسرعات المنخفضة، وجود صلة قوية بين غطاء الحطام وتطور توازن الكتلة وسرعات السطح والتضاريس. ومن المثير للاهتمام أن وجود طبقات الحطام السميكة في الأجزاء المنخفضة من الأنهار الجليدية لم يقلل من معدلات الترقق في هذه المناطق الجليدية، مما يشير إلى أن ميزانية الكتلة مدفوعة بشكل أساسي بتقلب المناخ وعمليات التقلص، والتي يمكن إضافة تأثير الترقق المعزز في موقع الجرف الجليدي إليها.Translated Description (French)
Un certain nombre d'observations glaciologiques sur les glaciers recouverts de débris à travers le monde ont montré un ajustement retardé de la longueur et de la masse en fonction de la variabilité climatique, un comportement normalement attribué à l'effet d'isolation de la glace des couches de débris épaisses. Les interactions dynamiques entre la couverture de débris, la géométrie et la topographie de surface des glaciers recouverts de débris peuvent néanmoins régir les vitesses des glaciers et les changements de masse au fil du temps, de nombreux glaciers présentant des taux d'amincissement élevés malgré une couverture de débris épaisse. De telles interactions sont progressivement incorporées dans la recherche sur l'évolution des glaciers. Dans cet article, nous reconstruisons les changements dans la zone couverte de débris, les vitesses de surface et les caractéristiques de surface de trois glaciers des Andes patagoniques au cours de la période 1958–2020, sur la base d'images satellitaires et aériennes et de modèles numériques d'élévation. Nos résultats montrent que la couverture de débris a augmenté de 40 ± 0,6 à 50 ± 6,7% de la superficie totale du glacier depuis 1958, tandis que la pente du glacier a légèrement diminué. Les languettes en pente douce ont permis aux vitesses d'écoulement de surface de rester relativement faibles (<60 m a −1 ) au cours des deux dernières décennies, empêchant l'évacuation des débris de surface et contribuant à la formation et à l'élévation de la limite supérieure de la zone de falaise de glace. En outre, la cartographie des altitudes des lignes de neige de fin d'été au cours des deux dernières décennies suggère une augmentation des altitudes de la ligne d'équilibre, ce qui favorise une fusion plus précoce des débris englaciaux et augmente encore la surface de glace recouverte de débris. Le bilan de masse fortement négatif des trois glaciers étudiés tout au long de la période d'étude, ainsi que l'augmentation de l'étendue de la couverture de débris et des zones de falaises de glace jusqu'au glacier, et les faibles vitesses, montrent un lien étroit entre la couverture de débris, l'évolution du bilan de masse, les vitesses de surface et la topographie. Fait intéressant, la présence de couches de débris plus épaisses sur les parties les plus basses des glaciers n'a pas réduit les taux d'amincissement dans ces zones de glace, ce qui indique que le bilan de masse est principalement entraîné par la variabilité climatique et les processus de vêlage, auxquels l'influence de l'amincissement accru à l'emplacement des falaises de glace peut être ajoutée.Translated Description (Spanish)
Una serie de observaciones glaciológicas en glaciares cubiertos de escombros en todo el mundo han mostrado un retraso en la longitud y el ajuste de la masa en relación con la variabilidad climática, un comportamiento normalmente atribuido al efecto de aislamiento del hielo de las capas gruesas de escombros. Sin embargo, las interacciones dinámicas entre la cubierta de escombros, la geometría y la topografía de la superficie de los glaciares cubiertos de escombros pueden gobernar las velocidades de los glaciares y los cambios de masa a lo largo del tiempo, y muchos glaciares exhiben altas tasas de adelgazamiento a pesar de la gruesa cubierta de escombros. Tales interacciones se están incorporando progresivamente en la investigación de la evolución de los glaciares. En este artículo reconstruimos los cambios en el área cubierta de escombros, las velocidades superficiales y las características superficiales de tres glaciares en los Andes patagónicos durante el período 1958-2020, basados en imágenes satelitales y aéreas y modelos digitales de elevación. Nuestros resultados muestran que la cobertura de escombros ha aumentado de 40 ± 0.6 a 50 ± 6.7% del área total de glaciares desde 1958, mientras que la pendiente de los glaciares ha disminuido ligeramente. Las lengüetas ligeramente inclinadas han permitido que las velocidades de flujo superficial permanezcan relativamente bajas (<60 m a −1 ) durante las últimas dos décadas, evitando la evacuación de los desechos superficiales y contribuyendo a la formación y elevación del límite superior de la zona del acantilado de hielo. Además, el mapeo de las altitudes de la línea de nieve al final del verano durante las últimas dos décadas sugiere un aumento en las Altitudes de la Línea de Equilibrio, lo que promueve un derretimiento más temprano de los desechos englaciales y aumenta aún más el área de hielo cubierta de desechos. El presupuesto de masa fuertemente negativo de los tres glaciares investigados a lo largo del período de estudio, junto con los aumentos en la extensión de la cubierta de escombros y las zonas de acantilados de hielo hacia arriba del glaciar, y las bajas velocidades, muestra un fuerte vínculo entre la cubierta de escombros, la evolución del equilibrio de masa, las velocidades superficiales y la topografía. Curiosamente, la presencia de capas de escombros más gruesas en las partes más bajas de los glaciares no ha reducido las tasas de adelgazamiento en estas áreas de hielo, lo que indica que el presupuesto de masa está impulsado principalmente por la variabilidad climática y los procesos de parto, a los que se puede agregar la influencia del adelgazamiento mejorado en la ubicación del acantilado de hielo.Files
pdf.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:dd838d2e23c2664e829189a62d9daaed
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطور الخصائص السطحية للأنهار الجليدية الثلاثة المغطاة بالحطام في جبال الأنديز الباتاغونية من 1958 إلى 2020
- Translated title (French)
- Évolution des caractéristiques de surface de trois glaciers recouverts de débris dans les Andes patagoniques de 1958 à 2020
- Translated title (Spanish)
- Evolución de las características superficiales de tres glaciares cubiertos de escombros en los Andes patagónicos de 1958 a 2020
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3170692190
- DOI
- 10.3389/feart.2021.671854
References
- https://openalex.org/W1492998885
- https://openalex.org/W1823973011
- https://openalex.org/W1832320792
- https://openalex.org/W1968657307
- https://openalex.org/W1969725788
- https://openalex.org/W1972282717
- https://openalex.org/W1973200177
- https://openalex.org/W1978959611
- https://openalex.org/W1979489892
- https://openalex.org/W1983386687
- https://openalex.org/W1991130663
- https://openalex.org/W2002921124
- https://openalex.org/W2004250795
- https://openalex.org/W2018428278
- https://openalex.org/W2028651050
- https://openalex.org/W2032051275
- https://openalex.org/W2041369670
- https://openalex.org/W2045927713
- https://openalex.org/W2047701422
- https://openalex.org/W2052284199
- https://openalex.org/W2063910425
- https://openalex.org/W2065785581
- https://openalex.org/W2066907097
- https://openalex.org/W2068323264
- https://openalex.org/W2081480819
- https://openalex.org/W2085113175
- https://openalex.org/W2092077436
- https://openalex.org/W2093433199
- https://openalex.org/W2101679092
- https://openalex.org/W2102431433
- https://openalex.org/W2116564120
- https://openalex.org/W2116607071
- https://openalex.org/W2133059825
- https://openalex.org/W2141169867
- https://openalex.org/W2141691369
- https://openalex.org/W2149290009
- https://openalex.org/W2150337006
- https://openalex.org/W2154530402
- https://openalex.org/W2161823728
- https://openalex.org/W2166020037
- https://openalex.org/W2288458629
- https://openalex.org/W2314913603
- https://openalex.org/W2329907728
- https://openalex.org/W2333041391
- https://openalex.org/W2333936616
- https://openalex.org/W2481890221
- https://openalex.org/W2519584342
- https://openalex.org/W2541043402
- https://openalex.org/W2552374359
- https://openalex.org/W2553389999
- https://openalex.org/W2554280934
- https://openalex.org/W2567977421
- https://openalex.org/W2751249409
- https://openalex.org/W2767018908
- https://openalex.org/W2789280872
- https://openalex.org/W2802060640
- https://openalex.org/W2805006954
- https://openalex.org/W2807616569
- https://openalex.org/W2895326756
- https://openalex.org/W2898442636
- https://openalex.org/W2899371593
- https://openalex.org/W2903989299
- https://openalex.org/W2905312190
- https://openalex.org/W2909738713
- https://openalex.org/W2934984619
- https://openalex.org/W2944827548
- https://openalex.org/W2945146907
- https://openalex.org/W2949900482
- https://openalex.org/W2950234181
- https://openalex.org/W2962335626
- https://openalex.org/W2969218081
- https://openalex.org/W2971599500
- https://openalex.org/W2974272795
- https://openalex.org/W2990392569
- https://openalex.org/W2992210793
- https://openalex.org/W3006567957
- https://openalex.org/W3017751919
- https://openalex.org/W3025502403
- https://openalex.org/W3029945190
- https://openalex.org/W3040866454
- https://openalex.org/W3045486392
- https://openalex.org/W3046260540
- https://openalex.org/W3107035504
- https://openalex.org/W3110375682
- https://openalex.org/W3130637976
- https://openalex.org/W3158099307
- https://openalex.org/W342316888
- https://openalex.org/W4213305079
- https://openalex.org/W4229938448
- https://openalex.org/W4249074046
- https://openalex.org/W4285719527