Published March 3, 2021
| Version v1
Publication
Open
Ice content and interannual water storage changes of an active rock glacier in the dry Andes of Argentina
Creators
- 1. University of Bonn
- 2. University of Freiburg
- 3. Instituto de Química del Noroeste Argentino
- 4. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 5. University of Fribourg
Description
Abstract. The quantification of volumetric ice and water content in active rock glaciers is necessary to estimate their role as water stores and contributors to runoff in dry mountain catchments. In the semi-arid to arid Andes of Argentina, active rock glaciers potentially constitute important water reservoirs due to their widespread distribution. Here however, water storage capacities and their interannual changes have so far escaped quantification in detailed field studies. Volumetric ice and water content was quantified using a petrophysical four-phase model (4PM) based on complementary electrical resistivity tomography (ERT) and seismic refraction tomography (SRT) in different positions of the Dos Lenguas rock glacier in the upper Agua Negra basin, Argentina. We derived vertical and horizontal surface changes of the Dos Lenguas rock glacier, for the periods 2016–2017 and 2017–2018 using drone-derived digital elevation models (DEMs). Interannual water storage changes of −36 mm yr−1 and +27 mm yr−1 derived from volumetric surface changes for the periods 2016–2017 and 2017–2018, respectively, indicate that significant amounts of annual precipitation can be stored in and released from the active rock glacier. Geophysical results show heterogeneous ice and water content with ice-rich permafrost and supra-, intra- and sub-permafrost water pathways at the end of the thaw period. Active layer and ice-rich permafrost control traps and pathways of shallow groundwater and thus regulate interannual storage changes and water releases from the active rock glaciers in the dry mountain catchment. The ice content of 1.7–2.0 × 109 kg in the active Dos Lenguas rock glacier represents an important long-term ice reservoir, as do other ground ice deposits in the vicinity, if compared to surface ice that covers less than 3 % of the high mountain catchment.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. يعد القياس الكمي لمحتوى الجليد والماء الحجمي في الأنهار الجليدية الصخرية النشطة ضروريًا لتقدير دورها كمخازن للمياه ومساهمين في الجريان السطحي في مستجمعات المياه الجبلية الجافة. في جبال الأنديز شبه القاحلة إلى القاحلة في الأرجنتين، من المحتمل أن تشكل الأنهار الجليدية الصخرية النشطة خزانات مياه مهمة بسبب انتشارها على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن قدرات تخزين المياه والتغيرات التي تطرأ عليها بين السنوات قد نجت حتى الآن من القياس الكمي في الدراسات الميدانية التفصيلية. تم قياس محتوى الجليد والماء الحجمي باستخدام نموذج بتروفيزيائي رباعي الأطوار (4 مساءً) بناءً على التصوير المقطعي للمقاومة الكهربائية التكميلية (ERT) والتصوير المقطعي للانكسار الزلزالي (SRT) في مواقع مختلفة من نهر دوس لينغواس الجليدي الصخري في حوض أغوا نيغرا العلوي، الأرجنتين. لقد اشتقنا تغييرات السطح الرأسي والأفقي للأنهار الجليدية الصخرية Dos Lenguas، للفترتين 2016–2017 و 2017–2018 باستخدام نماذج الارتفاع الرقمية المستمدة من الطائرات بدون طيار (DEMs). تشير التغيرات السنوية في تخزين المياه البالغة -36 مم في السنة−1 و +27 مم في السنة−1 المستمدة من التغيرات السطحية الحجمية للفترتين 2016–2017 و 2017–2018، على التوالي، إلى أنه يمكن تخزين كميات كبيرة من الأمطار السنوية في النهر الجليدي الصخري النشط وإطلاقها منه. تُظهر النتائج الجيوفيزيائية محتوى غير متجانس من الجليد والماء مع مسارات مائية دائمة التجمد غنية بالجليد وممرات مائية فوق التجمد وداخله وشبهه في نهاية فترة الذوبان. مصائد التحكم في الطبقة الصخرية النشطة والغنية بالجليد ومسارات المياه الجوفية الضحلة، وبالتالي تنظيم تغييرات التخزين السنوية وإطلاقات المياه من الأنهار الجليدية الصخرية النشطة في مستجمعات المياه الجبلية الجافة. يمثل المحتوى الجليدي البالغ 1.7–2.0 × 109 كجم في نهر دوس لينغواس الجليدي الصخري النشط خزانًا جليديًا مهمًا طويل الأجل، كما تفعل رواسب الجليد الأرضي الأخرى في المنطقة المجاورة، إذا ما قورنت بالجليد السطحي الذي يغطي أقل من 3 ٪ من مستجمعات المياه الجبلية العالية.Translated Description (French)
Résumé. La quantification de la teneur volumétrique en glace et en eau dans les glaciers rocheux actifs est nécessaire pour estimer leur rôle en tant que réservoirs d'eau et contributeurs au ruissellement dans les bassins versants montagneux secs. Dans les Andes semi-arides à arides d'Argentine, les glaciers rocheux actifs constituent potentiellement d'importants réservoirs d'eau en raison de leur répartition étendue. Ici cependant, les capacités de stockage de l'eau et leurs changements interannuels ont jusqu'à présent échappé à la quantification dans des études de terrain détaillées. La teneur volumétrique en glace et en eau a été quantifiée à l'aide d'un modèle pétrophysique à quatre phases (4PM) basé sur la tomographie par résistivité électrique (ERT) et la tomographie par réfraction sismique (SRT) complémentaires dans différentes positions du glacier rocheux Dos Lenguas dans le bassin supérieur d'Agua Negra, en Argentine. Nous avons dérivé les changements de surface verticaux et horizontaux du glacier rocheux Dos Lenguas, pour les périodes 2016–2017 et 2017–2018 à l'aide de modèles numériques d'élévation (DEM) dérivés de drones. Les changements interannuels de stockage de l'eau de −36 mm an−1 et +27 mm an−1 dérivés des changements volumétriques de surface pour les périodes 2016–2017 et 2017–2018, respectivement, indiquent que des quantités importantes de précipitations annuelles peuvent être stockées dans le glacier rocheux actif et en être libérées. Les résultats géophysiques montrent une teneur en glace et en eau hétérogène avec un pergélisol riche en glace et des voies d'eau supra, intra et subpermafrost à la fin de la période de dégel. La couche active et le pergélisol riche en glace contrôlent les pièges et les voies d'eau souterraine peu profonde et régulent ainsi les changements de stockage interannuels et les rejets d'eau des glaciers rocheux actifs dans le bassin versant des montagnes sèches. La teneur en glace de 1,7-2,0 × 109 kg dans le glacier rocheux actif de Dos Lenguas représente un important réservoir de glace à long terme, tout comme les autres dépôts de glace au sol à proximité, par rapport à la glace de surface qui couvre moins de 3 % du bassin versant de haute montagne.Translated Description (Spanish)
Resumen. La cuantificación del contenido volumétrico de hielo y agua en los glaciares de roca activa es necesaria para estimar su papel como almacenes de agua y contribuyentes a la escorrentía en las cuencas de montaña seca. En los Andes semiáridos a áridos de Argentina, los glaciares de roca activos constituyen potencialmente importantes reservorios de agua debido a su amplia distribución. Aquí, sin embargo, las capacidades de almacenamiento de agua y sus cambios interanuales hasta ahora han escapado a la cuantificación en estudios de campo detallados. El contenido volumétrico de hielo y agua se cuantificó utilizando un modelo petrofísico de cuatro fases (4PM) basado en tomografía de resistividad eléctrica complementaria (ERT) y tomografía de refracción sísmica (SRT) en diferentes posiciones del glaciar rocoso Dos Lenguas en la cuenca alta de Agua Negra, Argentina. Derivamos cambios superficiales verticales y horizontales del glaciar rocoso Dos Lenguas, para los períodos 2016–2017 y 2017–2018 utilizando modelos digitales de elevación (DEM) derivados de drones. Los cambios interanuales de almacenamiento de agua de −36 mm año−1 y +27 mm año−1 derivados de los cambios volumétricos de la superficie para los períodos 2016–2017 y 2017–2018, respectivamente, indican que se pueden almacenar y liberar cantidades significativas de precipitación anual del glaciar de roca activo. Los resultados geofísicos muestran un contenido heterogéneo de hielo y agua con permafrost rico en hielo y vías de agua supra, intra y subpermafrost al final del período de deshielo. La capa activa y el permafrost rico en hielo controlan las trampas y las vías de las aguas subterráneas poco profundas y, por lo tanto, regulan los cambios interanuales de almacenamiento y las liberaciones de agua de los glaciares de roca activos en la cuenca de montaña seca. El contenido de hielo de 1,7-2,0 × 109 kg en el glaciar rocoso activo Dos Lenguas representa un importante reservorio de hielo a largo plazo, al igual que otros depósitos de hielo subterráneo en las cercanías, en comparación con el hielo superficial que cubre menos del 3 % de la cuenca de alta montaña.Files
tc-15-1187-2021.pdf.pdf
Files
(25.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6dabc20c0d494498513e1f35b9780d0d
|
25.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تغيرات في محتوى الجليد وتخزين المياه بين السنوات لنهر جليدي صخري نشط في جبال الأنديز الجافة في الأرجنتين
- Translated title (French)
- Teneur en glace et changements de stockage d'eau interannuels d'un glacier rocheux actif dans les Andes sèches d'Argentine
- Translated title (Spanish)
- Contenido de hielo y cambios interanuales en el almacenamiento de agua de un glaciar de roca activo en los Andes secos de Argentina
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3011697752
- DOI
- 10.5194/tc-15-1187-2021
References
- https://openalex.org/W1496927006
- https://openalex.org/W1509220351
- https://openalex.org/W1520356269
- https://openalex.org/W1573641842
- https://openalex.org/W1614922036
- https://openalex.org/W1633144744
- https://openalex.org/W1905018166
- https://openalex.org/W1974173367
- https://openalex.org/W1995652380
- https://openalex.org/W2002222642
- https://openalex.org/W2003242551
- https://openalex.org/W2013996674
- https://openalex.org/W2017891103
- https://openalex.org/W2018716837
- https://openalex.org/W2019724578
- https://openalex.org/W2020839132
- https://openalex.org/W2022402716
- https://openalex.org/W2026660414
- https://openalex.org/W2026663686
- https://openalex.org/W2030441865
- https://openalex.org/W2037438634
- https://openalex.org/W2038790945
- https://openalex.org/W2044954721
- https://openalex.org/W2044975979
- https://openalex.org/W2045004457
- https://openalex.org/W2053778887
- https://openalex.org/W2055797742
- https://openalex.org/W2056387017
- https://openalex.org/W2059493052
- https://openalex.org/W2060146548
- https://openalex.org/W2067964228
- https://openalex.org/W2070546414
- https://openalex.org/W2078290065
- https://openalex.org/W2078534966
- https://openalex.org/W2080091354
- https://openalex.org/W2080680235
- https://openalex.org/W2082663320
- https://openalex.org/W2087452412
- https://openalex.org/W2095954781
- https://openalex.org/W2098907192
- https://openalex.org/W2102632939
- https://openalex.org/W2103497845
- https://openalex.org/W2108430063
- https://openalex.org/W2110854225
- https://openalex.org/W2114816187
- https://openalex.org/W2117380194
- https://openalex.org/W2130897214
- https://openalex.org/W2134508076
- https://openalex.org/W2137592537
- https://openalex.org/W2138409079
- https://openalex.org/W2141546218
- https://openalex.org/W2143171701
- https://openalex.org/W2143684903
- https://openalex.org/W2149901577
- https://openalex.org/W2152704402
- https://openalex.org/W2153151524
- https://openalex.org/W2166808849
- https://openalex.org/W2258175382
- https://openalex.org/W2261645655
- https://openalex.org/W2276148467
- https://openalex.org/W2321954075
- https://openalex.org/W2342328412
- https://openalex.org/W2547184547
- https://openalex.org/W2548387518
- https://openalex.org/W2549005356
- https://openalex.org/W2556415930
- https://openalex.org/W2576533206
- https://openalex.org/W2616988067
- https://openalex.org/W2619879495
- https://openalex.org/W2748132119
- https://openalex.org/W2754197107
- https://openalex.org/W2763671509
- https://openalex.org/W2766082834
- https://openalex.org/W2767362755
- https://openalex.org/W2774301662
- https://openalex.org/W2782757101
- https://openalex.org/W2787511792
- https://openalex.org/W2789708641
- https://openalex.org/W2793118522
- https://openalex.org/W2887136416
- https://openalex.org/W2890979179
- https://openalex.org/W2896704949
- https://openalex.org/W2899026993
- https://openalex.org/W2905789569
- https://openalex.org/W2908399813
- https://openalex.org/W2913914039
- https://openalex.org/W2934134129
- https://openalex.org/W2946881212
- https://openalex.org/W2971864367
- https://openalex.org/W2974272795
- https://openalex.org/W2979546489
- https://openalex.org/W3015535871
- https://openalex.org/W561722023