Estimación del volumen de los glaciares de la Argentina

Abstract

En las regiones montañosas, el cambio climático amenaza los recursos hídricos de la criósfera, y es necesario comprender todos los componentes del ciclo hidrológico para una gestión eficaz. Parte de las precipitaciones nivales de los Andes se almacenan inicialmente en los glaciares en forma de hielo, para luego ser gradualmente liberada en el tiempo. En las regiones andinas la actividad agrícola, industrial, la producción de hidroelectricidad y los asentamientos humanos dependen del agua proveniente de la fusión de la nieve y de los cuerpos de hielo que se encuentran en la Cordillera de los Andes. Así, los glaciares y las formas criogénicas (incluidos los glaciares de escombros) constituyen un medio de amortiguamiento fundamental durante las épocas de sequias. El cambio climático origina el retroceso de los glaciares observado desde el siglo XIX, indicando una pérdida importante en reserva de agua, por ejemplo, entre el 2000 y el 2020 alcanzaron unos 385 km3 de hielo en los Andes del Sur. Así, una comprensión sólida de las reservas que representan los cuerpos de hielo en nuestro país es crucial para la estimación de los recursos hídricos disponibles, sus tendencias en las próximas décadas y los cambios que puedan ocurrir en el próximo siglo. El objetivo principal de esta tesis es calcular el volumen de los cuerpos de hielo inventariados en el 2018 que fueron obtenidos a partir de imágenes del 2005 al 2015 de las reservas estratégicas de agua en estado sólido de la Argentina, usando diferentes métodos de escalamiento volumen-área (V– A) y teniendo en cuenta los diferentes tipos de cuerpos de hielo que existen (glaciares de descarga, de valle y montaña; manchones de nieve y glaciares de escombros). Complementariamente, se usaron y se tomaron mediciones del espesor de hielo en diferentes glaciares y otras crioformas de los Andes; y se hizo la comparación de diferentes modelos para estimar la distribución del espesor de hielo en los glaciares del Monte Tronador. La presente tesis sigue la organización del Inventario Nacional de Glaciares, con cinco grandes regiones con características climáticas y topográficas propias: la primera situada en el noroeste de Argentina, Andes Desérticos (22 – 31°S); la segunda más al centro, Andes Centrales (31 – 35°S), en el cual para ambas regiones las condiciones climáticas son particularmente secas. Mas al sur, los Andes de Patagonia Norte (35 – 45°S), Patagonia Sur (45 – 53°S) y los Andes de Tierra del Fuego (53 – 55°S), donde el clima es más húmedo. Los Andes argentinos se extienden por ∼4000 km (22 – 55°S) a lo largo del margen suroccidental de Sudamérica. Las mayores elevaciones se encuentran en la parte central y septentrional de esta cordillera (22 – 34°S), con varios picos que superan los 6000 m s.n.m. El amplio rango latitudinal que va desde los dominios subtropicales a subantártico, los fuertes gradientes de altitud y la orientación norte- sur perpendicular a la circulación atmosférica provocan una gran variedad de tipos de masas de hielo a lo largo de la región. Los Andes argentinos contienen de acuerdo al Inventario Nacional de Glaciares del año 2018, un total de 16078 masas de hielo que cubren una superficie de 5769 km2. En los Andes Desérticos se encuentran tan solo el 4 % del número de cuerpos y el 2 % del área total; en los Andes Centrales se encuentra el 50 % del total de las masas de hielo y el 30 % del área cubierta. En los Andes de la Patagonia norte, con el 13 % del número total de cuerpos y solo el 5 % de la extensión total. En los Andes de la Patagonia sur, los glaciares representan el 59 % del área y el 15 % del total de masas de hielo. Finalmente, en los Andes de Tierra del Fuego, donde el total de cuerpos representa menos del 3 % del total y la extensión de los mismos es apenas un 0.4 % del total. El estudio del Monte Tronador fue el caso de estudio para validar el mejor método a aplicar para obtener el volumen de los glaciares. Gracias a la gran cantidad de mediciones de espesor de hielo e información sobre la dinámica de los glaciares del Monte Tronador, en esta región en particular, se utilizó un modelo de inversión de la velocidad superficial para estimar la distribución espacial del espesor de hielo en esta región. A partir del análisis del modelo generado y su comparación con mapas de distribución de hielo publicados previamente, se concluyó que los filtros espaciales de paso bajo para suavizar la topografía de los glaciares, junto con conocer la velocidad superficial de los glaciares mejoran significativamente los modelos de inversión. El modelo utilizado en esta tesis aporta una mejora significativa en la distribución del espesor del hielo, con una mejor detección de los límites de los glaciares y reconstrucciones más precisas de la distribución del espesor del hielo. Para cumplir con el objetivo principal, se analizó la bibliografía preexistente sobre mediciones de espesor y mediciones de volumen en los Andes del Sur para ser usados como variables de entrada en el escalamiento V-A en tres experimentos diferentes. Primero, todas las masas de hielo con datos de volúmenes en los Andes de Argentina y Chile, como un conjunto (VAT). Segundo, cada región de los Andes por separado (VAR). Tercero, cada región por separado y cada tipo de masa de hielo según su clasificación morfológica (VAC). Para los glaciares de escombros se utilizaron diferentes proporciones de hielo entre los activos e inactivos. Como resultado del estudio realizado, se confirma que el mejor experimento para obtener el volumen para todos los cuerpos de hielo de los Andes argentinos es el experimento VAR, la diferencia es despreciable con respecto al resto, y su facilidad y rapidez es mayor. El 90 % del volumen de hielo de la Argentina se encuentra albergado en las grandes masas de glaciares del campo de hielo en los Andes del Sur de la Patagonia (688 ± 206 km3) siendo apenas el 15 % del número total de los cuerpos. Por el contrario, en los Andes Centrales en donde se encuentra el 50 % del total de masas de hielo, contiene tan solo el 7 % (57 ± 17 km3) del volumen total. En los Andes del Norte de la Patagonia, con el 13 % del número total de cuerpos se concentra el 2 % (15 ± 5 km3) del volumen total. En los Andes Desérticos, con solo el 4 % del número de cuerpos el volumen total de hielo es menos del 1 % (6 ± 2 km3). Finalmente, en los Andes Fueguinos, donde el total de cuerpos representa menos del 3 % y el volumen total de hielo es menos del 0.1 % (0.6 ± 0.2 km3). Los 6 glaciares de descarga del Campo de Hielo Sur que drenan hacia la Cuenca del Río Santa Cruz representan el 70 % del volumen de hielo del país; en contraste los manchones de nieve y glaciares de escombros, las categorías más numerosas (5894 y 7596, respectivamente) concentran tan solo el 0.6 y 0.9 % del volumen de hielo del país, respectivamente. Con el estudio del Monte Tronador, se destaca que la precisión de los inventarios de glaciares usados como datos de entrada tiene un gran impacto en la distribución de espesor de hielo. Una correcta identificación de la extensión y divisorias de los glaciares es clave para mejorar la modelización del flujo de hielo, las estimaciones del volumen total de los glaciares y la cuantificación futura de los recursos hídricos en las regiones montañosas. Se concluye que el uso de diferentes enfoques de modelado y una mayor cantidad de mediciones del espesor del hielo es necesario para cuantificar mejor el almacenamiento de agua en los glaciares. Los resultados y métodos obtenidos en esta tesis son relevantes para las comunidades científicas, y para comunidades locales, tomadores de decisiones, e interesados en los glaciares y recursos hídricos.