Circo glacial

Ubicados aguas arriba de los valles glaciares , los circos son depresiones semicirculares, rodeadas por pendientes pronunciadas, que se encuentra en la montaña , que está o ha estado ocupada por una cuenca glaciar, circo glaciar simple o hielo más largo.

Términos extranjeros o locales: Kar o Kessel (alemán), hollow o van (Valais), ola ( Pirineos ), cwm (Gales), corrie (Escocia).

Los circos a menudo contienen un lago umbilical glacial, cuando el circo es abandonado por el glaciar , o un glaciar de circo cuando el circo está al nivel de la línea de equilibrio glaciar regional. Es aconsejable distinguir los circos de los nichos de nivelación, más pequeños y de los anfiteatros glaciares, al final del valle glaciar, que forman estructuras de mucho mayor tamaño (circo de Gavarnie).

Ubicación y descripción de los circos glaciares

Los circos glaciares generalmente tienen una relación altura / longitud que varía de 1 a 3.

La ubicación de los circos

El problema de la ubicación de los circos glaciares es doble: debe tener en cuenta su presencia del límite de nieve persistente y su orientación en relación con el curso del sol sobre el horizonte.

• En el límite de la nieve permanente  : Los circos se ubican más fácilmente cerca del límite de la nieve persistente, corriente para los circos funcionales, heredada de los circos antiguos, es decir alrededor de los 2.000  m en los Alpes (Veyret, 1967). Probablemente esto se deba al papel principal del agua de deshielo en las montañas sujetas a oscilaciones térmicas. La capa de nieve permanente depende, como la capa de nieve general, de la temperatura y la cantidad de nieve.

• A nivel mundial, la altitud de la nieve persistente actual es menor en el hemisferio sur, más húmeda y fría que en el hemisferio norte, debido a la distribución relativa de la tierra y los océanos.
• A escala zonal, la altitud de la nieve persistente actual es menor en las regiones ecuatoriales, que son más húmedas que en los trópicos secos. Se considera que en los Andes secos es de 6000  m , contra 4600  m en Nueva Guinea en la zona de clima tropical húmedo.
• A escala regional y local, la altitud de la actual nevada persistente es menor en las altas laderas que dan a la adret que en las ubacs.

Este límite varía claramente con el tiempo. Así, durante el Pleniglacial de Würmian Superior ( Würm ), el límite de la nieve persistente se situaría en torno a los 1.100  m en los Alpes del Norte , frente a los 800  m en los Vosgos . En los Andes peruanos, cerca del Ecuador, las oscilaciones diurnas son más fuertes que las oscilaciones térmicas estacionales. Los circos están ligados a alternancias de clima frío con manto de nieve y clima más benigno con remoción de nieve y evolución de pendientes de pedregal.

• La orientación de los circos  : Los circos tienen una estrecha relación con la orientación en relación al curso del sol sobre el horizonte. En el hemisferio norte, los circos mejor desarrollados son los que miran hacia el norte, donde el deshielo es posterior. Otro caso de orientación preferencial corresponde a la sensibilidad a recolectar precipitación de vientos húmedos. Esta capacidad se puede expresar de dos formas, directa o indirectamente:
  • ya sea directamente y este es el caso general porque la nieve se acumula en la pendiente más regada,
  • o indirectamente porque la nieve puede ser arrastrada por el viento a lo largo de la ladera de barlovento, la nieve acumulada al pie del muro situado a sotavento: este es el efecto “quitanieves”.

En el valle de Chamonix , existe una asimetría entre los circos glaciares del Mont Blanc , mirando al noroeste, y el de Agujas Rojas , mirando al sureste. Esta asimetría se debe tanto a la orientación en relación al sol ya los vientos del oeste que traen precipitación como al “determinismo estructural”, el macizo del Mont-Blanc es más alto que el macizo de las Aiguilles Rouges. En el valle de Vény , este patrón se reproduce en la otra dirección: los circos glaciares activos se sitúan en la adret, dentro del macizo del Mont-Blanc, por encima de las crestas de la vertiente ubac, cuya altitud no supera apenas los 3000  m .

Grupos de circo

Los circos rara vez se encuentran aislados en una cadena montañosa, y es frecuente encontrarlos en un número bastante elevado; Entonces podemos distinguir dos combinaciones principales, que no son mutuamente excluyentes, la segunda reemplazando a la primera cuando la altitud disminuye:

• Los circos del mismo nivel  : Los circos se ubican aproximadamente al mismo nivel, alineados a los lados de las altas cumbres, a veces se tocan y algunos circos tienen paredes onduladas formadas por sucesivos nichos separados por pequeños promontorios. Estos circos más grandes están vinculados a la fusión de circos simples.

• Circos escenificados  : Los circos se reparten por un mismo valle , a distintas altitudes, y a menudo notamos una buena jerarquía de formas, a medida que la altitud va disminuyendo: un conjunto de pequeños circos más o menos fusionados royendo en la base de las cumbres, más pero formas menos numerosas que dominan el valle principal y un vasto anfiteatro glacial, ubicado en el extremo aguas arriba de un valle glaciar. La jerarquía de los circos glaciares recuerda la jerarquía de los thalwegs en la cuenca de recepción torrencial.

• El caso de los anfiteatros glaciares  : El anfiteatro glacial, que también puede denominarse final de vaguada o megacirco, se define como una vasta depresión en el origen de los valles glaciares, excavada o sobretaladrada por glaciares . Es dentro de los anfiteatros glaciares donde se observa mejor la jerarquía teórica de los diversos circos descritos anteriormente. Generalmente se encuentran bien conservados en rocas macizas, coherentes y homogéneas, en calizas , como el circo Fer-à-Cheval (Alpes de Faucigny) o el circo de Gavarnie ( Pirineos occidentales) o en granitos , como el valle del Lirio aguas arriba de Luchon (Pirineos centrales).

El desarrollo de anfiteatros glaciares está ligado a la confluencia de glaciares cuaternarios, o incluso actuales, descendientes de circos elementales ubicados aguas arriba. Algunos de estos circos pueden estar ocupados por lagos. Los anfiteatros helados suelen tener en sus impresionantes paredes altas cascadas ( salto de Gavarnie  : 426  m ), que subrayan los escalones de confluencia. El espectáculo de las cascadas se ve exacerbado en los circos de piedra caliza, con tiempo tormentoso . Si las rocas no son lo suficientemente resistentes o si presentan una gran variedad litológica, aguas arriba de los valles glaciares, los pasos de confluencia entre los circos encaramados y el fondo de la vaguada no tienen un desnivel suficiente para generar un anfiteatro glacial. Este es el caso del valle superior de Ubaye donde la gama petrográfica es muy amplia y los valles superiores de Guil y Aigue Agnelle ( Queyras ) donde los esquistos lustrosos dominan el paisaje.

La génesis de los circos glaciares

La génesis de los circos a veces resulta de la transformación de una cuenca de recepción torrencial en una cuenca de suministro glacial. El nacimiento del glaciar va acompañado de la formación de rimayes, que juegan un papel fundamental en la génesis de los circos glaciares.

Las viejas preguntas

La altitud de la cresta que domina los circos glaciares es bastante constante dentro de la misma región, es el “oberes denudations”, el nivel del cual emergen las rocas más resistentes, constituyendo los cuernos. El principal problema que plantean los circos glaciares es, de hecho, el de la altitud de su base. Dos hipótesis han estado equilibradas durante mucho tiempo (Péguy, 1947):

• La hipótesis morfológica  : según ciertos autores davisianos de la escuela parisina de los años cuarenta y cincuenta, los circos corresponden a llanuras de erosión preglacial simplemente alteradas por la capa de nieve.
• La hipótesis climática  : según autores alemanes y la escuela de Grenoble de los años 40 y 50, la base de los circos corresponde a un nivel anterior de persistente capa de nieve . Así, Ch.-P. Péguy (1947) realizó un censo de lagos y lacas en Haute-Durance. De este estudio se desprende que los lagos ocupan indistintamente las adretas altas y los ubacs altos, pero parece bastante claro que los lagos del circo, los más altos, se ubican más abajo en la ubac que en la adret, confirmando así la hipótesis del origen dinámico. de circos.

Del torrente al glaciar

Al comienzo de la Edad de Hielo, la recepción de una cuenca de torrente puede convertirse en una zona de charcos de nieve , nieve que luego se convierte en firn y hielo.

• La fase névé: Al comienzo de los períodos fríos, los nichos de nivelación nacen en condiciones favorables: un hueco poco expuesto al sol, que permite la conservación de la nieve durante todo el año y / o un punto de convergencia de pasillos y cono de avalanchas , que acumulan nieve previamente endurecida.

• Del campo de nieve al glaciar: aguas arriba de un glaciar, el paso del campo de nieve a la cuenca de suministro del glaciar se puede realizar en tres etapas principales:
  • La fase de campo de nieve estacionario: El campo de nieve permanecerá casi inmóvil mientras su espesor no sea suficiente, de modo que su masa pueda superar el coeficiente de fricción en el suelo.
  • La génesis del flujo glacial: Cuando la masa es suficiente, se producen deslizamientos de paquetes con un componente ascendente aguas abajo en la parte inferior del circo, con intensidad variable. En algunos casos, incluso permiten la remoción de material rocoso del fondo del circo.
  • Deslizamiento por rotación: Para pasar a la siguiente fase, la del deslizamiento por rotación, además de la necesidad de un circo ya ahuecado, se requieren dos condiciones necesarias: por un lado, el movimiento de las capas inferiores de hielo debe estar bloqueado por una cerradura que cierra el circo corriente abajo, o una considerable aspereza. Por otro lado, debe haber un espesor de hielo suficiente, para que pueda fluir por plasticidad.

Cuando el circo está congelado, contiene tres tipos de material: nieve fresca, campo de nieve y hielo. En el Vallée Blanche (aguas arriba del Mer de Glace ), hay un espesor total de 170  m , incluidos 30  m de campo de nieve, resultado obtenido por sondeo sísmico (Gaudet, 1973). Sin embargo, la génesis de un circo a partir de una cuenca receptora torrencial no es necesaria y la mayoría deriva de la evolución de un simple hueco donde la nieve se acumula en la estación cálida. La existencia de circos en rocas permeables (calizas) o muy agrietadas (esquistos cristalinos del macizo del Mont-Blanc ) es la mejor prueba de ello.

El papel principal de rimaye

Por tanto, estos diversos movimientos se producen bajo la restricción del campo de nieve y el glaciar , en particular gracias a las diferencias de densidad entre la nieve fresca o ya desarrollada, la nieve del campo de nieve y el hielo. Estas diferencias de densidad permiten, por tanto, un notable movimiento del glaciar en relación con el campo de nieve y un ligero movimiento del campo de nieve. Por lo tanto, estos movimientos inducen grandes hendiduras, llamadas rimayes, entre el glaciar y el campo de nieve por un lado, entre el campo de nieve y la roca por el otro.

• Una fuerza impulsora: congelación: El proceso de erosión dominante para la evolución del circo glaciar es la considerable actividad de fracción de congelación que tiene lugar a lo largo del rimaye río arriba, ubicado entre la roca y el campo de nieve, ampliamente abierto durante la temporada de calor. Esta acción es particularmente intensa debido a la abundancia de agua, que brota en verano, tanto del deshielo de la superficie como de los manantiales. Es mucho menos intenso en la escarpada pared rocosa, que domina el glaciar y que está sometida a evaporación directa, bajo la acción del sol. Sin embargo, estudios realizados en el Jungfraujoch (Lliboutry, 1965) muestran que las temperaturas del aire en el rimaye oscilan entre 0 y -1  ° C y que solo una rápida variación de temperatura (+ 0,1  ° C por minuto) permite congelar a lo largo del rimaye. , mientras que las paredes aguas arriba sufren una congelación intensa y casi permanente. Esto sucede cuando los rimayes están abiertos de par en par, cuando el nivel del glaciar es muy bajo. Por lo tanto, parecería que solo el rimaye río arriba está en el origen de la excavación del circo, por la retirada de las paredes.

• Los otros efectos del rimaye: El descenso del agua en verano, a lo largo de la pared rocosa tiene otras consecuencias: esta agua puede acumularse en el suelo del circo, debajo del hielo y ocupar los huecos allí. Son comprimidos por el hielo que ocupa el fondo del circo, ejercen presión hidrostática sobre el mismo y tienden a desprenderlo del lecho rocoso, facilitando así su movimiento de rotación. Por lo tanto, el glaciar circo puede transportar escombros del terreno desprendido durante una fase de desprendimiento, o incluso una fase de retirada, lo que explica el declive de esta última. De hecho, parece que la evolución del suelo del circo tiene una forma reducida o nula mientras que los muros se alejan activamente formando un muro. Así nacen el ombligo y la cerradura del circo: el ombligo se encuentra en el área sobrecavada, la cerradura cierra el circo.

• Rimayes dinámicos: Según G. Galibert (1965), el rimaye dinámico existente entre las conchas de las laderas de nieve y el circo glaciar juega un papel importante en la génesis de los circos y, en particular, en la formación de muescas en las paredes del circo. Es un sitio privilegiado de ataque de la crioplastia que conoce una humedad casi constante hasta los 4000  m de altitud, excepto el invierno y que no se opone a la penetración de las oscilaciones térmicas, principalmente en las pequeñas rimayas, hasta 10  m de profundidad donde las variaciones térmicas diurnas penetran con cierto retraso y cada vez más atenuadas si el rimaye es profundo (Bozonnet, 1981).

Influencias litoestructurales

Como cualquier forma de erosión, los circos glaciares ocupan las posiciones estructurales más favorables. Estas influencias litoestructurales guían la erosión.

• El papel de la litología  : Los circos elementales están particularmente bien desarrollados en tipos de roca donde la demolición de un muro por las heladas produce un muro rígido y progresa rápidamente. Los circos suelen estar ubicados en áreas de rocas que se destruyen más fácilmente (rocas que son más diaclásicas y, por lo tanto, más porosas). De hecho, según G. Galibert (1965), la mecánica de la roca que sigue a la remoción por erosión de un corte de pendiente, afloja la roca siguiendo las direcciones estructurales anteriores. Solo se modifica en profundidad la jerarquía de la importancia de los planes divididos.

• El papel del buzamiento: En regiones con rocas sedimentarias, el buzamiento de las capas geológicas también juega un papel: los circos que atacan el frente de las capas de buzamiento monoclinal tienen paredes muy altas y su retroceso se ve frustrado por el buzamiento. Por el contrario, los circos de reversa, en la dirección del chapuzón, son más a menudo numerosos y pequeños, mal estratificados uno en relación con el otro. Las pendientes descendentes compatibles, donde la pendiente es menos pronunciada que la de las pendientes descendentes opuestas, pueden verse afectadas por el efecto quitanieves.

Síntesis

En las cuencas hidrográficas de Drac y Romanche ( Oisans ), G. Monjuvent (1978) intentó clasificar las condiciones favorables y desfavorables para el establecimiento de circos elementales en Würm .

• Condiciones favorables: En orden decreciente de incidencia en la génesis de los circos, tenemos:
  • la topografía inicial: Puede ser una superficie regular o irregular, a partir de la cual la pendiente está entre 10 ° y 30-35 °;
  • altitud: debe ser superior o igual a 1900  m , altitud de nieve persistente en Würm en los Alpes del Norte  ;
  • la litología  : Los circos glaciares a menudo se excavan en un sitio donde la alternancia de roca dura / roca blanda es la regla para el juego de erosión diferencial  ;
  • estructura: los circos a menudo se excavan en áreas aplastadas o con fallas, guiando la erosión glacial y determinando la densidad de los circos glaciares;
  • Orientación: La orientación de los circos no parece ser un factor fundamental en su desarrollo en Würm . De hecho, los circos würmianos del macizo de Ecrins "parecen estar distribuidos de manera indiferente y no presentar ninguna relación altitud / orientación" (Monjuvent, 1978). Sin embargo, la orientación al Norte parece ser un factor favorable para la conservación de los glaciares en el Postglacial.

• Condiciones desfavorables: Existen dos condiciones desfavorables para el establecimiento de circos elementales en Würm: una topografía vertical o subvertical, que prohíbe el movimiento del hielo y una altitud inferior a 1900  m .

Vemos así el papel fundamental de las condiciones litoestructurales en la génesis de los circos. Estos también juegan un papel predominante en la clasificación de los circos.

Los principales tipos de circos.

La tipología propuesta se basa en la forma y profundidad de los circos, muy dependientes del contexto litoestructural.

Circos de sillón

Son relativamente numerosos en los Alpes , de ahí el nombre de circo “alpino” que a veces se les da. Como sugiere su nombre, este tipo de circos son como el sillón, con tres características principales:

• Son más profundos que anchos;
• Tienen bordes empinados verticales o subverticales llamados muros de circo que a menudo comprenden una pirámide alta que domina el nivel de las crestas, llamado cuerno;
  • Cuando se liberan por el hielo, a menudo contienen un lago profundo, debido a la acumulación de agua aguas abajo de la esclusa glacial , siendo esta última en general bastante imponente.

Los circos de sillón se encuentran a menudo en rocas de facies homogénea y resistente, como granitos , gneis y rocas metamórficas compactas, calizas macizas donde el espacio libre vertical supera la erosión del piso. Suelen estar dominados por el cuerno. Como el Matterhorn (4.478  m ), es una pirámide rocosa alta que generalmente domina el nivel altitudinal promedio de las crestas que se cruzan dentro de un modelo glaciar de alta montaña. Los bordes de los cuernos son cóncavos y sus puntas tienden a volverse cada vez más agudas. Estas pirámides están vinculadas al retroceso paulatino de los circos glaciares, principalmente por crioclastia , dentro del rimaye cuando los circos están congelados o al aire libre.

Circos en furgoneta

El término "furgoneta" corresponde a un instrumento utilizado para aventar grano. Relativamente frecuentes en los Pirineos , a veces se les ha llamado “circos pirenaicos”. Son bastante anchas, su fondo es plano o moderadamente ondulado, las crestas que las dominan son bajas y las paredes menos empinadas que en el circo de sillón. Las laderas están cubiertas de detritos que las regularizan: por tanto, son mucho menos empinadas; estas acumulaciones pueden ser, a gran altura, pedregal fluido o incluso glaciares de roca real, como en las cercanías del lago Allos (Jorda, 1976). El lago contenido en un circo en una furgoneta es, por tanto, mucho menos profundo que en el circo en un sillón. El piso de la furgoneta del circo está hecho de rocas más resistentes que las paredes, el hacinamiento es mucho más difícil allí, la lengua glaciar que sale es menos gruesa, la erosión es menor y el claro lateral domina en comparación con la profundización. La formación de circos en van de varios macizos del Pirineo (Bassiès, Carlit, Maladeta) parece atribuirse a la acción de pequeños glaciares residuales de periodos interglaciares (Holoceno ...) o de desglaciación (Lateiglacial) más que a la del vastos glaciares de edades de hielo (Würm, Riss ...).

Formas menos claras

A veces llamados "circo en embudo aguas arriba", son formas suaves, bastante bastardas, que generalmente no están demasiado ahuecadas ni bloqueadas. La erosión posglacial (torrencialidad, solifluxión y gelifluxión de todo tipo, deslizamientos de tierra, etc.) ha contribuido en gran medida a la degradación de estas formas débiles desde el principio. Se encuentran en rocas cortadas en plaquetas (flyschs y esquistos en particular…), que no permiten una clara acción de erosión por parte del névé. Así, en los esquistosos Queyras (alrededor del 75% del área de Queyras), hay bocetos de circos glaciares, con formas anchas, ensanchadas y rodeadas de crestas arruinadas o muy romas.

Los nichos de nivelación

Los nichos de nivelación corresponden a alvéolos cóncavos más o menos grandes, donde la nieve se acumula en invierno, y donde el derretimiento, incluso parcial, sigue siendo relativamente difícil en verano, lo que permite una diagénesis parcial de la nieve hacia la nieve. El período de deshielo y congelación de la nieve es más largo en los nichos de nivelación de las regiones tropicales. Son formas claramente más pequeñas que los circos glaciares. Están presentes en las regiones periglaciares (grandes altitudes y latitudes altas), a veces heredadas como en las regiones de media montaña o en la zona norte del Mediterráneo.

Los sitios de los nichos de nivelación.

Las principales causas de la persistencia de los charcos de nieve en una pared de roca más o menos alta son la repetición de avalanchas en los corredores de avalancha que convergen a un sitio específico y la sobrealimentación de nieve, por efecto del "quitanieves" a lo largo de una pendiente de barlovento, acumulando nieve en el pie del muro de sotavento. Así, los sitios preferidos para nivelar nichos son huecos sombreados, una convergencia de corredores de avalanchas o un saliente, una zona montañosa de cualquier origen, favoreciendo la acumulación de nieve por el viento dentro del talud. En Islandia , se puede observar el suelo helado bajo los charcos de nieve, porque el agua derretida, que se filtra a través de la nieve, se congela superficialmente en verano. Los dos procesos de erosión principales son, por tanto, la fragmentación del material por congelación y su exportación por el agua de deshielo que limpia el material.

La parte aguas abajo de los nichos de nivelación.

Aguas abajo de la mancha de nieve , asociado a nichos de nivelación, la concentración de productos finos por escorrentía promueve la acción de una gelificación intensa, que genera la formación de suelos geométricos, la recuperación de material por gelifluxion - formas redondeadas - luego, aguas abajo, notamos lenguas distribuidos en niveles. Una vez que los canales de nivelación son lo suficientemente profundos, los charcos de nieve persisten de año en año y pueden convertirse en verdaderos campos de nieve, con transformación física de la nieve por diagénesis .

Nichos de nivelación de fósiles en Basse Provence

A menudo, en la Baja Provenza, los valles tienen varios nichos de nivelación heredados del Würm , incluso en altitudes muy bajas: en la gama Nerthe, al sur del Etang de Berre , podemos encontrar algunos a 70  m sobre el nivel del mar . sobre el nivel del mar actual. Su orientación hacia el sur, en posición erguida, parece a priori sorprendente. Sin embargo, puede explicarse por el efecto de quitanieves asociado al mistral.

Bibliografía

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Notas y referencias

1. (en) Yannick Crest Magali Delmas , Regis Braucher , Yanni Gunnell , Marc Calvet y Aster Team , "El  circo tiene brotes de crecimiento durante los períodos deglacial e interglacial: evidencia de los inventarios de nucleidos 10Be y 26Al en los Pirineos centrales y orientales  " , Vuelo de geomorfología . 278 ,2017( leer en línea )