C´atedra de Geof´ısica General 2016 Trabajo pr´actico No 20 - Los oc´eanos y los glaciares

1. En la siguiente figura se observa una imagen satelital que representa con colores la temperatura del agua en la superficie de los oc´eanos. El rojo equivale a las mayores temperaturas, mientras que el verde y el azul equivalen a las temperaturas m´as fr´ıas. Las flechas indican el movimiento general del agua.

a) ¿C´ omo es el sentido de movimiento del agua en el hemisferio norte y en el hemisferio sur? ¿A qu´e se debe? b) Para iguales latitudes, en gran parte de la costa este de Sudam´erica la temperatura del agua es mayor que en la costa oeste debido al efecto de las corrientes oce´anicas. Teniendo en cuenta las respuesta del inciso anterior ¿qu´e tendr´ıa que suceder (en forma te´ orica y a escala planetaria...) para que este efecto se invierta (mayor temperatura del agua en la costa oeste que en la este)? 2. Suponer que un objeto cae al agua en el lugar indicado con una cruz sobre el Oc´eano Indico. ¿hacia d´ onde se dirigir´ a? ¿Qu´e tiempo le tomar´a llegar a tierra firme?

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3. Ubicar en el siguiente perfil los siguientes rasgos caracter´ısticos de la topograf´ıa oce´anica: talud continental, arco de islas, monte submarino, fosa oce´anica, plataforma continental, dorsal mesoce´ anica, llanura abisal, continente.

4. Para poder conocer la topograf´ıa del fondo oce´anico una de las t´ecnicas m´as aplicadas es el uso del sonar. Esta herramienta emite una onda ac´ ustica que atraviesa el oc´eano, se refleja en el fondo oce´ anico y retorna a la superficie. La distancia al fondo oce´anico se calcula a partir del tiempo total que tarda la se˜ nal en retornar a la superficie. Un barco provisto de un sonar realiz´o un recorrido A-B a lo largo del oc´eano Atl´antico y el perfil de tiempo registrado se muestra en el siguiente gr´afico

A partir del gr´ afico construir un perfil de la topograf´ıa del fondo oce´anico (longitud vs. profundidad), asumiendo que la velocidad del sonido en el agua es 1500 m/s. ¿Qu´e relaci´ on se observa entre el perfil de topograf´ıa del fondo oce´anico obtenido y el perfil de tiempo registrado? 5.

a) Suponer que el casquete glaciar Ant´artico (ρh = 0,91 g/cm3 ) tiene un espesor de 2000 m y que est´ a en equilibrio isost´atico. Si el casquete se derritiera completamente en un lapso muy breve de tiempo, ¿cu´anto ser´ıa el ascenso del basamento rocoso y cu´ al ser´ıa el espesor de la ra´ız si se alcanza nuevamente el equilibrio isost´atico?

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b) Previo a la u ´ltima glaciaci´ on, un punto sobre la pen´ınsula Escandinava se encontraba a 100 m de altura, en equilibrio isost´atico. Durante la glaciaci´on, un bloque de hielo de 1 km de espesor cubri´ o dicho punto y hundi´o la zona hasta alcanzar un nuevo equilibrio isost´ atico. Hace 9000 a˜ nos el bloque de hielo se derriti´o completamente y el punto comenz´ o a ascender a raz´on de 1 m por siglo. ¿Cu´anto tiempo faltar´a para que dicho punto se encuentre nuevamente en el equilibrio isost´atico inicial? 6. Cuando el frente del Glaciar Perito Moreno choca con la Pen´ınsula de Magallanes se forma un dique natural de hielo que obstruye completamente la comunicaci´on entre el Brazo Rico y el Canal de los T´empanos. Esto provoca el ascenso del lago sobre el Brazo Rico que queda aislado del Lago Argentino. La presi´on que ejerce el agua sobre la pared del glaciar quiebra el dique y permite que el agua vuelva a fluir normalmente. Se estima que el glaciar tiene una velocidad de avance (en el frente) de aproximadamente 2,3 m/d´ıa en su parte central y de 0,35 m/d´ıa en los bordes. a) Si en un determinado momento el frente del glaciar se encuentra a 1 km de la pen´ınsula, ¿cu´ anto tiempo tardar´ a el glaciar en alcanzar la pen´ınsula? ¿Cu´anto avanzar´ an sus bordes en este lapso de tiempo? b) Las observaciones muestran que el rompimiento del glaciar contra la pen´ınsula de Magallanes no se produce a intervalos regulares. ¿Por qu´e motivo (o motivos) puede ser que se produzca esta irregularidad?

7. En base a los art´ıculos que se enuncian a continuaci´on, determinar por qu´e las siguientes afirmaciones son falsas y decir cu´al ser´ıa la afirmaci´on correcta. a) El estudio de las capas profundas del hielo s´olo es posible extrayendo muestras mediante la realizaci´ on de un pozo. b) Todas las teor´ıas actuales concuerdan en que existe un retroceso continuo de los hielos en la Ant´ artica desde hace aproximadamente 8.000 a˜ nos, cuando se produjo el u ´ltimo per´ıodo grande de glaciaci´ on. c) La circulaci´ on global de aguas se realiza en superficie desde los polos hacia el ecuador y en profundidad desde el ecuador hacia los polos. ´ d ) El incremento de enormes masas de aguas saladas y fr´ıas en el Artico detendr´ıa la llegada de corrientes c´ alidas a la regi´on, reduciendo considerablemente la temperatura en el hemisferio Norte. e) Los vientos alisios soplan desde el este hacia el oeste, produciendo que el nivel del mar sea m´ as alto en las costas americanas del oc´eano Pac´ıfico. f ) Las ondas Kelvin que se desplazan a trav´es del oc´eano Pac´ıfico aparecen en muy pocas ocasiones, espor´ adicamente.

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Art´ıculos: “Retrocede capa de hielo en la Ant´artica Occidental” http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2000/ast27dec_1/ “Una posibilidad escalofriante” http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2004/05mar_arctic/ “Una extra˜ na oleada en el Pac´ıfico” http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2002/05mar_kelvinwave/ 8.

a) Dado un volumen de hielo (ρh = 0,91 g/cm3 ) dentro de un recipiente con agua dulce (ρad = 1,00 g/cm3 ) en estado de equilibrio hidrost´atico (es decir, el hielo est´a quieto respecto del agua que lo rodea) s´olo el 9 % del volumen del hielo permanece por encima de la superficie del agua. Considerando que al fundirse el hielo la masa de agua contenida en su volumen se conserva, verificar que el nivel del agua que hay en el recipiente no cambia una vez que se complet´o la fusi´on del hielo. b) Un iceberg es una fragmentaci´on de hielo de los casquetes glaciares compuestos de agua dulce. Dado que los icebergs se encuentran inmersos en agua oce´anica, cuya densidad es mayor debido a la mayor salinidad (ρao = 1,02819 g/cm3 ), s´olo el 11,5 % de su volumen permanece por encima del nivel del agua. ¿Qu´e sucede con el nivel del mar al derretirse completamente un iceberg?

9. El 71 % de la superficie terrestre est´a compuesta por agua. Suponiendo que la profundidad media de los oc´eanos es de 4 km. Calcular cu´anto aumentar´ıa el nivel medio del mar: a) Si se fundiesen todos los icebergs que hay en la Tierra (suponer que existen alrededor de 40.000 y que cada uno puede llegar a pesar 107 toneladas). b) Si se derritiese por completo el casquete glaciar Ant´artico (suponer el esquema del ejercicio 6a y una superficie de 14 × 106 km2 ). c) Si la temperatura del agua aumenta 1 o C. En este caso, considerar que la dilataci´ on volum´etrica (es decir, el aumento de volumen) de un l´ıquido debido al aumento de su temperatura est´ a dado por la siguiente ecuaci´on: ∆V = βVi ∆T donde ∆V = Vf − Vi , es el cambio de volumen de la masa l´ıquida (Vf y Vi son los vol´ umenes final e inicial), ∆T es el cambio de temperatura y β es el coeficiente de dilataci´ on volum´etrica del liquido, que para el agua es 1, 002 × 10−4 1/o C.

Respuestas ´ 2. Llegar´ıa a las costas de Africa en 25,7 d´ıas. 3. 1 2 3 4 5 6 7 8

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Continente Plataforma continental Talud continental Llanura abisal Monte submarino Dorsal mesooc´eanica Fosa submarina Arco de islas

5.

a) h=580 m (ascenso del basamento) y t=2453 m (nueva ra´ız) b) Restan 18000 a˜ nos para volver al equilibrio isost´atico inicial.

6.

a) El frente toca la pen´ınsula luego de 1 a˜ no 69 d´ıas (434 d´ıas). Los extremos avanzan 152,1 m en ese per´ıodo de tiempo. Trabajo pr´actico No 20 - p´ag. 4 de 4

8.

b) Sube el nivel debido a un aumento del 2,5 % del volumen que ocupaba el hielo que se fundi´ o.

9.

a) Sube el nivel 0,03 mm b) Sube el nivel 70,35 m c) Sube el nivel 0,4008 m

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