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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo M3 - Flujo Lento (Deformación Interna y Flujo Basal por Regelación)
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4819
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Régimen de flujo lento
El flujo lento dominado por deformación interna ocurre sin deslizamiento en la base. Domina en glaciares fríos, cuya base permanece por debajo del punto de fusión, y en regiones internas de grandes mantos polares alejadas de corrientes de hielo rápidas. La condición basal térmica determina el régimen frío y la ausencia de deslizamiento basal distingue este modo del movimiento basal. El storyboard no entrega una función cuantitativa para la transición entre regímenes.
Grupo 2: Grupo 2: Deformación cristalina interna
El peso propio del hielo genera tensión, y esa tensión desplaza defectos de la red cristalina. El desplazamiento microscópico de defectos se acumula y produce deformación macroscópica, que constituye la deformación plástica interna responsable del flujo lento. La relación tensión–deformación es explícitamente no lineal, pero el storyboard no entrega aquí su exponente ni una ecuación constitutiva completa. La deformación interna conecta este grupo con la velocidad superficial y con el conjunto final de mecanismos de flujo lento.
Grupo 3: Grupo 3: Control geométrico de la velocidad
La relación no lineal tensión–deformación, integrada verticalmente a través del espesor de una capa delgada sobre un lecho plano, conduce a una dependencia muy fuerte de la velocidad superficial respecto del espesor. El storyboard especifica que la velocidad superficial por deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo. Como referencia cuantitativa, duplicar el espesor multiplica la velocidad por un factor cercano a 32. La comparación grueso–delgado se plantea sobre la misma pendiente, que actúa como condición geométrica controlada. La velocidad superficial es el observable que cruza hacia el control térmico.
Grupo 4: Grupo 4: Control térmico del flujo interno
La temperatura interna del hielo modifica fuertemente la velocidad de flujo por deformación interna mediante la dependencia térmica propia del hielo. A geometría constante, un glaciar a −5 °C fluye cerca de tres veces más lento que uno a 0 °C. Por tanto, el efecto es monotónico en el intervalo comparado: el hielo más cálido fluye más rápido. El storyboard aporta los dos valores de referencia y la razón aproximada de velocidades, pero no una forma funcional térmica completa.
Grupo 5: Grupo 5: Solifluxión en permafrost
La solifluxión es presentada como el equivalente del flujo lento en permafrost. El suelo saturado de agua situado inmediatamente sobre la capa de permafrost se deforma lentamente ladera abajo, con comportamiento semejante al de un líquido muy viscoso. Puede operar incluso sobre pendientes de aproximadamente 1–2 grados y producir desplazamientos de varios centímetros por año. La pendiente y el desplazamiento anual son referencias observables, pero no se especifica una ley funcional entre saturación, pendiente y tasa de movimiento.
Grupo 6: Grupo 6: Regelación basal
La regelación es un mecanismo basal distinto que opera en un glaciar templado al encontrar irregularidades del lecho. Un obstáculo produce presión adicional; esa presión induce fusión, el agua líquida rodea el obstáculo y, al desaparecer la presión adicional al otro lado, vuelve a congelarse. Esta secuencia permite que el glaciar se deslice alrededor de las irregularidades del lecho y constituye flujo basal por regelación. El storyboard conserva así una cadena multietapa presión → fusión → agua líquida → alivio de presión → recongelación → movimiento, sin proporcionar una ecuación cerrada para cada transición.
Grupo 7: Grupo 7: Controles de la tasa de regelación
La tasa de flujo por regelación aumenta monotónicamente con el gradiente de presión alrededor del obstáculo y también con la conductividad térmica del lecho rocoso. Ambas cantidades actúan como controles positivos de la tasa, aunque el storyboard no especifica exponentes, coeficientes ni una forma funcional. La tasa cuantifica el mecanismo de regelación y conecta con el flujo basal resultante. Finalmente, deformación interna, solifluxión y regelación se reúnen como los tres mecanismos de flujo lento descritos.
ID:1758
Grupo 1: Grupo 1: Régimen de flujo lento
Descripción
El flujo lento dominado por deformación interna ocurre sin deslizamiento en la base. Domina en glaciares fríos, cuya base permanece por debajo del punto de fusión, y en regiones internas de grandes mantos polares alejadas de corrientes de hielo rápidas. La condición basal térmica determina el régimen frío y la ausencia de deslizamiento basal distingue este modo del movimiento basal. El storyboard no entrega una función cuantitativa para la transición entre regímenes.
Pregunta clave: ¿Dónde domina el flujo lento y qué movimiento excluye?
El flujo lento dominado por deformación interna ocurre sin deslizamiento en la base. Domina en glaciares fríos, cuya base permanece por debajo del punto de fusión, y en regiones internas de grandes mantos polares alejadas de corrientes de hielo rápidas. La condición basal térmica determina el régimen frío y la ausencia de deslizamiento basal distingue este modo del movimiento basal. Este modo de flujo lento domina en los glaciares fríos, aquellos cuya base se mantiene por debajo del punto de fusión, y también domina en las partes internas de los grandes mantos de hielo polares, lejos de las corrientes de hielo más rápidas que atraviesan esos mismos mantos. El modo de flujo lento es el mecanismo por el cual el hielo se deforma plásticamente bajo su propio peso, sin que exista ningún deslizamiento en la base del hielo. La temperatura del hielo afecta también, y con fuerza, esta velocidad de flujo por deformación interna, siguiendo la misma dependencia térmica descrita para el hielo en general: un glaciar cuya temperatura interna se mantiene a menos cinco grados fluye cerca de tres veces más lento que un glaciar con la misma geometría cuya temperatura interna se mantiene a cero grados.
ID:6152
Grupo 2: Grupo 2: Deformación cristalina interna
Descripción
El peso propio del hielo genera tensión, y esa tensión desplaza defectos de la red cristalina. El desplazamiento microscópico de defectos se acumula y produce deformación macroscópica, que constituye la deformación plástica interna responsable del flujo lento. La relación tensión–deformación es explícitamente no lineal, pero el storyboard no entrega aquí su exponente ni una ecuación constitutiva completa. La deformación interna conecta este grupo con la velocidad superficial y con el conjunto final de mecanismos de flujo lento.
Pregunta clave: ¿Cómo la tensión produce deformación interna macroscópica?
El peso propio del hielo genera tensión, y esa tensión desplaza defectos de la red cristalina. El desplazamiento microscópico de defectos se acumula y produce deformación macroscópica, que constituye la deformación plástica interna responsable del flujo lento. La deformación interna conecta este grupo con la velocidad superficial y con el conjunto final de mecanismos de flujo lento. La deformación por flujo lento ocurre principalmente porque los defectos de la red cristalina del propio hielo se desplazan bajo la tensión que ese hielo recibe, y ese desplazamiento acumulado de defectos produce, poco a poco, una deformación macroscópica visible en todo el glaciar. La misma relación no lineal entre tensión y deformación descrita para el hielo en general, integrada verticalmente a lo largo de todo el espesor de una capa delgada de hielo sobre un lecho plano, muestra que la velocidad superficial que produce esta deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo: si el espesor de un glaciar se duplica, su velocidad de flujo por deformación interna aumenta en un factor cercano a treinta y dos. La temperatura del hielo afecta también, y con fuerza, esta velocidad de flujo por deformación interna, siguiendo la misma dependencia térmica descrita para el hielo en general: un glaciar cuya temperatura interna se mantiene a menos cinco grados fluye cerca de tres veces más lento que un glaciar con la misma geometría cuya temperatura interna se mantiene a cero grados.
ID:6153
Grupo 3: Grupo 3: Control geométrico de la velocidad
Descripción
La relación no lineal tensión–deformación, integrada verticalmente a través del espesor de una capa delgada sobre un lecho plano, conduce a una dependencia muy fuerte de la velocidad superficial respecto del espesor. El storyboard especifica que la velocidad superficial por deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo. Como referencia cuantitativa, duplicar el espesor multiplica la velocidad por un factor cercano a 32. La comparación grueso–delgado se plantea sobre la misma pendiente, que actúa como condición geométrica controlada. La velocidad superficial es el observable que cruza hacia el control térmico.
Pregunta clave: ¿Cómo controla el espesor la velocidad superficial por deformación interna?
La relación no lineal tensión–deformación, integrada verticalmente a través del espesor de una capa delgada sobre un lecho plano, conduce a una dependencia muy fuerte de la velocidad superficial respecto del espesor. El storyboard especifica que la velocidad superficial por deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo. Como referencia cuantitativa, duplicar el espesor multiplica la velocidad por un factor cercano a 32. La comparación grueso–delgado se plantea sobre la misma pendiente, que actúa como condición geométrica controlada. La velocidad superficial es el observable que cruza hacia el control térmico. La misma relación no lineal entre tensión y deformación descrita para el hielo en general, integrada verticalmente a lo largo de todo el espesor de una capa delgada de hielo sobre un lecho plano, muestra que la velocidad superficial que produce esta deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo: si el espesor de un glaciar se duplica, su velocidad de flujo por deformación interna aumenta en un factor cercano a treinta y dos. La temperatura del hielo afecta también, y con fuerza, esta velocidad de flujo por deformación interna, siguiendo la misma dependencia térmica descrita para el hielo en general: un glaciar cuya temperatura interna se mantiene a menos cinco grados fluye cerca de tres veces más lento que un glaciar con la misma geometría cuya temperatura interna se mantiene a cero grados. La tasa de flujo por regelación aumenta cuanto mayor es el gradiente de presión alrededor del obstáculo y cuanto mayor es la conductividad térmica del propio lecho rocoso, completando así, junto con la deformación interna y la solifluxión, los tres mecanismos de flujo lento con los que empezó esta descripción.
ID:6154
Grupo 4: Grupo 4: Control térmico del flujo interno
Descripción
La temperatura interna del hielo modifica fuertemente la velocidad de flujo por deformación interna mediante la dependencia térmica propia del hielo. A geometría constante, un glaciar a −5 °C fluye cerca de tres veces más lento que uno a 0 °C. Por tanto, el efecto es monotónico en el intervalo comparado: el hielo más cálido fluye más rápido. El storyboard aporta los dos valores de referencia y la razón aproximada de velocidades, pero no una forma funcional térmica completa.
Pregunta clave: ¿Cómo modifica la temperatura interna la velocidad de deformación?
La temperatura interna del hielo modifica fuertemente la velocidad de flujo por deformación interna mediante la dependencia térmica propia del hielo. A geometría constante, un glaciar a −5 °C fluye cerca de tres veces más lento que uno a 0 °C. Por tanto, el efecto es monotónico en el intervalo comparado: el hielo más cálido fluye más rápido. El storyboard aporta los dos valores de referencia y la razón aproximada de velocidades, pero no una forma funcional térmica completa. La temperatura del hielo afecta también, y con fuerza, esta velocidad de flujo por deformación interna, siguiendo la misma dependencia térmica descrita para el hielo en general: un glaciar cuya temperatura interna se mantiene a menos cinco grados fluye cerca de tres veces más lento que un glaciar con la misma geometría cuya temperatura interna se mantiene a cero grados. La misma relación no lineal entre tensión y deformación descrita para el hielo en general, integrada verticalmente a lo largo de todo el espesor de una capa delgada de hielo sobre un lecho plano, muestra que la velocidad superficial que produce esta deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo: si el espesor de un glaciar se duplica, su velocidad de flujo por deformación interna aumenta en un factor cercano a treinta y dos. La tasa de flujo por regelación aumenta cuanto mayor es el gradiente de presión alrededor del obstáculo y cuanto mayor es la conductividad térmica del propio lecho rocoso, completando así, junto con la deformación interna y la solifluxión, los tres mecanismos de flujo lento con los que empezó esta descripción.
ID:6155
Grupo 5: Grupo 5: Solifluxión en permafrost
Descripción
La solifluxión es presentada como el equivalente del flujo lento en permafrost. El suelo saturado de agua situado inmediatamente sobre la capa de permafrost se deforma lentamente ladera abajo, con comportamiento semejante al de un líquido muy viscoso. Puede operar incluso sobre pendientes de aproximadamente 1–2 grados y producir desplazamientos de varios centímetros por año. La pendiente y el desplazamiento anual son referencias observables, pero no se especifica una ley funcional entre saturación, pendiente y tasa de movimiento.
Pregunta clave: ¿Cómo ocurre el equivalente terrestre del flujo lento sobre permafrost?
La solifluxión es presentada como el equivalente del flujo lento en permafrost. El suelo saturado de agua situado inmediatamente sobre la capa de permafrost se deforma lentamente ladera abajo, con comportamiento semejante al de un líquido muy viscoso. Puede operar incluso sobre pendientes de aproximadamente 1–2 grados y producir desplazamientos de varios centímetros por año. La solifluxión es el equivalente de este flujo lento dentro del permafrost: el suelo que queda saturado de agua justo encima de la capa de permafrost se deforma lentamente ladera abajo, como si fluyera un líquido muy viscoso. La solifluxión puede operar incluso sobre pendientes de apenas uno o dos grados, y llega a desplazar el suelo varios centímetros por año. La tasa de flujo por regelación aumenta cuanto mayor es el gradiente de presión alrededor del obstáculo y cuanto mayor es la conductividad térmica del propio lecho rocoso, completando así, junto con la deformación interna y la solifluxión, los tres mecanismos de flujo lento con los que empezó esta descripción.
ID:6156
Grupo 6: Grupo 6: Regelación basal
Descripción
La regelación es un mecanismo basal distinto que opera en un glaciar templado al encontrar irregularidades del lecho. Un obstáculo produce presión adicional; esa presión induce fusión, el agua líquida rodea el obstáculo y, al desaparecer la presión adicional al otro lado, vuelve a congelarse. Esta secuencia permite que el glaciar se deslice alrededor de las irregularidades del lecho y constituye flujo basal por regelación. El storyboard conserva así una cadena multietapa presión → fusión → agua líquida → alivio de presión → recongelación → movimiento, sin proporcionar una ecuación cerrada para cada transición.
Pregunta clave: ¿Cómo permite la presión alrededor de obstáculos el flujo basal por regelación?
La regelación es un mecanismo basal distinto que opera en un glaciar templado al encontrar irregularidades del lecho. Un obstáculo produce presión adicional; esa presión induce fusión, el agua líquida rodea el obstáculo y, al desaparecer la presión adicional al otro lado, vuelve a congelarse. Esta secuencia permite que el glaciar se deslice alrededor de las irregularidades del lecho y constituye flujo basal por regelación. El storyboard conserva así una cadena multietapa presión → fusión → agua líquida → alivio de presión → recongelación → movimiento, sin proporcionar una ecuación cerrada para cada transición. La regelación, por su parte, es un mecanismo distinto de flujo lento que opera en la base de un glaciar templado: el hielo se funde bajo la presión adicional que encuentra al toparse con un obstáculo del lecho rocoso, rodea ese obstáculo ya en forma líquida, y vuelve a congelarse en cuanto la presión adicional desaparece del otro lado del obstáculo, permitiendo así que el glaciar entero se deslice alrededor de las irregularidades de su propio lecho. La tasa de flujo por regelación aumenta cuanto mayor es el gradiente de presión alrededor del obstáculo y cuanto mayor es la conductividad térmica del propio lecho rocoso, completando así, junto con la deformación interna y la solifluxión, los tres mecanismos de flujo lento con los que empezó esta descripción. La misma relación no lineal entre tensión y deformación descrita para el hielo en general, integrada verticalmente a lo largo de todo el espesor de una capa delgada de hielo sobre un lecho plano, muestra que la velocidad superficial que produce esta deformación interna crece con la quinta potencia del espesor del hielo: si el espesor de un glaciar se duplica, su velocidad de flujo por deformación interna aumenta en un factor cercano a treinta y dos.
ID:6157
Grupo 7: Grupo 7: Controles de la tasa de regelación
Descripción
La tasa de flujo por regelación aumenta monotónicamente con el gradiente de presión alrededor del obstáculo y también con la conductividad térmica del lecho rocoso. Ambas cantidades actúan como controles positivos de la tasa, aunque el storyboard no especifica exponentes, coeficientes ni una forma funcional. La tasa cuantifica el mecanismo de regelación y conecta con el flujo basal resultante. Finalmente, deformación interna, solifluxión y regelación se reúnen como los tres mecanismos de flujo lento descritos.
Pregunta clave: ¿Qué magnitudes aumentan la tasa de flujo por regelación?
La tasa de flujo por regelación aumenta monotónicamente con el gradiente de presión alrededor del obstáculo y también con la conductividad térmica del lecho rocoso. La tasa cuantifica el mecanismo de regelación y conecta con el flujo basal resultante. Finalmente, deformación interna, solifluxión y regelación se reúnen como los tres mecanismos de flujo lento descritos. La tasa de flujo por regelación aumenta cuanto mayor es el gradiente de presión alrededor del obstáculo y cuanto mayor es la conductividad térmica del propio lecho rocoso, completando así, junto con la deformación interna y la solifluxión, los tres mecanismos de flujo lento con los que empezó esta descripción. La regelación, por su parte, es un mecanismo distinto de flujo lento que opera en la base de un glaciar templado: el hielo se funde bajo la presión adicional que encuentra al toparse con un obstáculo del lecho rocoso, rodea ese obstáculo ya en forma líquida, y vuelve a congelarse en cuanto la presión adicional desaparece del otro lado del obstáculo, permitiendo así que el glaciar entero se deslice alrededor de las irregularidades de su propio lecho. La temperatura del hielo afecta también, y con fuerza, esta velocidad de flujo por deformación interna, siguiendo la misma dependencia térmica descrita para el hielo en general: un glaciar cuya temperatura interna se mantiene a menos cinco grados fluye cerca de tres veces más lento que un glaciar con la misma geometría cuya temperatura interna se mantiene a cero grados.
ID:6158