Los investigadores de la Universidad de Bucknell en Lewisburg, Pensilvania, utilizaron un radar de penetración terrestre (GPR) para investigar de manera no invasiva las características del subsuelo de los ventiladores de escombros helados. Nos gustaría compartir algunos de sus trabajos. Aunque durante su investigación se estudiaron los aficionados en Alaska y Nueva Zelanda, este artículo se centra en el trabajo realizado en el glaciar McCarthy, Alaska, EE. UU.
Los abanicos de escombros helados se encuentran en la cabeza o a lo largo del costado de los glaciares del valle, donde los casquetes polares de alto nivel se desprenden de los glaciares del valle (Figuras 1 y 2). Estos accidentes geográficos inestables y que cambian rápidamente se han descrito recientemente como características de desglaciación en la Tierra, sin embargo, las características del subsuelo siguen siendo desconocidas y los procesos que conducen a su formación son poco conocidos.
Se ha observado que los procesos de superficie que construyen estas características incluyen avalanchas de hielo, desprendimientos de rocas, flujos de escombros helados y flujos de lodo, lo que da como resultado una composición que incluye nieve, hielo y depósitos líticos (rocas) para los ventiladores de escombros helados. Los depósitos recientes en abanicos de escombros helados tienen cientos de metros de largo, decenas de metros de ancho y metros de espesor.
Los períodos de derretimiento intenso del hielo o desprendimientos de rocas importantes producen concentraciones de depósitos de rocas importantes.
Para comprender mejor la estructura de los ventiladores helados y los procesos que los crean, utilizamos un sistema pulseEKKO® con antenas biestáticas sin blindaje de frecuencia central de 100 y 200 MHz para recopilar los datos GPR. La frecuencia de muestreo del tiempo dependía de la frecuencia de la antena; Los datos de 100 MHz se muestrearon cada 0.8 ns, mientras que los datos de 200 MHz se muestrearon cada 0.4 ns. Todos los datos de GPR se recopilaron con 16 pilas por traza (ver artículo CONSEJOS: ruido, apilamiento y DynaQ® para obtener más información sobre el apilamiento) y una ventana de tiempo de 3000 ns.
Se utilizaron perfiles GPR (Figura 2) para determinar la geometría del subsuelo de los ventiladores y se utilizaron sondeos de punto medio común (CMP) y de reflexión / refracción de gran angular (WARR) para medir la velocidad de la señal GPR en el subsuelo. Usando la rutina de análisis CMP en el software EKKO_ProjectTM, estas mediciones proporcionaron una velocidad promedio de 0.16 m / ns, que es una velocidad típica para el hielo. Los sondeos CMP / WARR indicaron poca variación de velocidad desde el material de la superficie hasta profundidades de hasta 53 m dentro de los ventiladores de escombros helados. Para obtener más información sobre CMP, consulte Levantamiento de punto medio común usando el DVL-500P
Los perfiles GPR (Figuras 3 a 5) indican que hay una diferencia significativa en las características de la señal GPR observada por encima y por debajo del reflector prominente (límite verde); la principal diferencia es la cantidad de patrones de difracción en cada capa. El material menos profundo está estratificado, con pocas difracciones, mientras que el material debajo del reflector verde muestra significativamente más difracciones. Estos se interpretan como planos de falla frágiles asociados con grietas y hendiduras en el hielo, por lo que interpretamos este límite como la separación entre el material de abanico de desechos helados con alta porosidad arriba y el hielo debajo.
Existe una interfaz fuerte y más profunda (límite azul) que se interpreta como el lecho de roca o posiblemente hielo glacial más antiguo en la Línea 1 (Figura 4). Sin embargo, para la Línea 3 (Figura 3), lo interpretamos como un talud (roca suelta y apilada), como se puede ver en la foto de la Figura 2.
Algunas de las conclusiones de esta investigación son:
- Los reflejos de GPR desde el interior del ventilador de escombros helados parecen estar asociados con interfaces ricas en rocas. Estas interfaces pueden producirse mediante el derretimiento del hielo que concentra los materiales rocosos o los eventos de caída de rocas.
- GPR fue útil para obtener imágenes de la base de grandes depósitos de escombros helados.
- Las reflexiones internas de GPR se vuelven menos coherentes con la profundidad, pueden compensarse por fallas y pueden indicar una rotación.
- El rango de velocidades de la señal GPR medida es consistente con material rico en hielo con cantidades variables de agua líquida.
Si bien muchos reflectores y características de los reflectores aún deben ser comprobados en una investigación en curso, GPR ha proporcionado las primeras imágenes de la estructura de los ventiladores de desechos helados.
Encuentre más información sobre esta investigación aquí:
- Evaluación de la capacidad del radar de penetración terrestre para obtener imágenes de las características del subsuelo de los ventiladores de escombros helados en Alaska y Nueva Zelanda
- Geomorfología de abanicos de escombros helados: Entrega de hielo y sedimentos a los glaciares del valle desacoplados de los casquetes polares
Datos e historia cortesía del Dr. Robert W. Jacob, Universidad Bucknell
