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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo M5 - Fractura y Eventos Rápidos (Avalanchas, Crevasses y Jokulhlaups)
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:4825
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: Ruptura de estrato débil y avalancha de placa
falla por cizallamiento del estrato débil
Grupo 2: Grupo 2: Avalancha de nieve polvo y transporte rápido
nube de partículas suspendidas
Grupo 3: Grupo 3: Formación de crevasses por extensión
tensión de tracción y divergencia del flujo
Grupo 4: Grupo 4: Cierre con profundidad e hidrofractura
competencia entre presión de cierre y agua superficial
Grupo 5: Grupo 5: Disparo de jokulhlaup
presión del agua frente a la contención de hielo
Grupo 6: Grupo 6: Propagación hidráulica subglacial
flujo por canal subglacial presurizado
Grupo 7: Grupo 7: Retroalimentación termo-hidráulica del canal
fusión de paredes–ensanchamiento–caudal–calor
ID:1760
Grupo 1: Grupo 1: Ruptura de estrato débil y avalancha de placa
Descripción
falla por cizallamiento del estrato débil
Pregunta clave: ¿Qué dispara una avalancha de placa?
falla por cizallamiento del estrato débil Las avalanchas de nieve son el fenómeno más frecuente dentro de este modo: se inician cuando la tensión de cizallamiento que soporta un estrato de nieve supera la resistencia al cizallamiento de un estrato débil que tiene debajo, el plano exacto donde ocurre la falla. Las avalanchas de placa son las más peligrosas de todas, porque involucran la fractura repentina de una placa de nieve cohesiva que se desliza entera, como un solo bloque. Las crevasses, o grietas del hielo glaciar, se forman cuando la tensión de tracción que ese hielo soporta supera la resistencia a la fractura del propio hielo policristalino.
ID:6167
Grupo 2: Grupo 2: Avalancha de nieve polvo y transporte rápido
Descripción
nube de partículas suspendidas
Pregunta clave: ¿Cómo se propaga una avalancha de nieve polvo?
nube de partículas suspendidas Las avalanchas de nieve polvo, en cambio, alcanzan velocidades de entre cien y trescientos metros por segundo y generan una nube de partículas de nieve suspendidas en el aire capaz de viajar por encima de la propia topografía del terreno. La propagación del agua liberada por un jokulhlaup a través de los canales subglaciales sigue la misma hidráulica de un túnel presurizado, y esa propagación se acelera mediante una retroalimentación positiva: el agua caliente que fluye por el canal funde sus paredes de hielo y lo ensancha, ese canal más ancho deja pasar un caudal todavía mayor, y ese caudal mayor genera todavía más calor, cerrando un ciclo que se refuerza a sí mismo y que completa, junto con las avalanchas de nieve y las crevasses, el conjunto de procesos de fractura y eventos rápidos con el que empezó esta descripción. El modo de fractura y eventos rápidos agrupa los procesos de la criosfera que ocurren en escalas de tiempo de apenas segundos a horas, y que comparten un mismo rasgo: todos implican la ruptura mecánica del hielo o de la nieve.
ID:6168
Grupo 3: Grupo 3: Formación de crevasses por extensión
Descripción
tensión de tracción y divergencia del flujo
Pregunta clave: ¿Qué origina las crevasses glaciares?
tensión de tracción y divergencia del flujo En la superficie de un glaciar, las crevasses aparecen justo donde la velocidad de flujo del hielo diverge, formando una zona de extensión: a la salida de una curva del cauce glaciar, en la cabecera de una cascada de hielo, o donde el glaciar acelera al pasar sobre un tramo rugoso de su propio lecho. Las crevasses, o grietas del hielo glaciar, se forman cuando la tensión de tracción que ese hielo soporta supera la resistencia a la fractura del propio hielo policristalino. La profundidad máxima que una crevasse alcanza en hielo seco está limitada porque la presión que tiende a cerrar esa crevasse aumenta con la profundidad; pero cuando hay agua superficial disponible, esa misma agua puede propagar la crevasse hasta la base del propio glaciar mediante hidrofractura, y esta hidrofractura es precisamente el mecanismo detrás de los episodios de calving más grandes.
ID:6169
Grupo 4: Grupo 4: Cierre con profundidad e hidrofractura
Descripción
competencia entre presión de cierre y agua superficial
Pregunta clave: ¿Qué limita o profundiza una crevasse?
competencia entre presión de cierre y agua superficial La profundidad máxima que una crevasse alcanza en hielo seco está limitada porque la presión que tiende a cerrar esa crevasse aumenta con la profundidad; pero cuando hay agua superficial disponible, esa misma agua puede propagar la crevasse hasta la base del propio glaciar mediante hidrofractura, y esta hidrofractura es precisamente el mecanismo detrás de los episodios de calving más grandes. Ese vaciado súbito se desencadena cuando la presión del agua supera la resistencia del propio dique de hielo que la contenía, ya sea porque ese dique de hielo falla como un arco o porque el hielo llega a flotar, o cuando la presión del lago supera el peso del hielo que tiene encima y abre paso al agua a través del propio sistema subglacial. Las crevasses, o grietas del hielo glaciar, se forman cuando la tensión de tracción que ese hielo soporta supera la resistencia a la fractura del propio hielo policristalino.
ID:6170
Grupo 5: Grupo 5: Disparo de jokulhlaup
Descripción
presión del agua frente a la contención de hielo
Pregunta clave: ¿Qué desencadena el vaciado súbito de un lago glaciar/subglacial?
presión del agua frente a la contención de hielo Ese vaciado súbito se desencadena cuando la presión del agua supera la resistencia del propio dique de hielo que la contenía, ya sea porque ese dique de hielo falla como un arco o porque el hielo llega a flotar, o cuando la presión del lago supera el peso del hielo que tiene encima y abre paso al agua a través del propio sistema subglacial. La propagación del agua liberada por un jokulhlaup a través de los canales subglaciales sigue la misma hidráulica de un túnel presurizado, y esa propagación se acelera mediante una retroalimentación positiva: el agua caliente que fluye por el canal funde sus paredes de hielo y lo ensancha, ese canal más ancho deja pasar un caudal todavía mayor, y ese caudal mayor genera todavía más calor, cerrando un ciclo que se refuerza a sí mismo y que completa, junto con las avalanchas de nieve y las crevasses, el conjunto de procesos de fractura y eventos rápidos con el que empezó esta descripción. La profundidad máxima que una crevasse alcanza en hielo seco está limitada porque la presión que tiende a cerrar esa crevasse aumenta con la profundidad; pero cuando hay agua superficial disponible, esa misma agua puede propagar la crevasse hasta la base del propio glaciar mediante hidrofractura, y esta hidrofractura es precisamente el mecanismo detrás de los episodios de calving más grandes.
ID:6171
Grupo 6: Grupo 6: Propagación hidráulica subglacial
Descripción
flujo por canal subglacial presurizado
Pregunta clave: ¿Cómo se propaga el agua liberada?
flujo por canal subglacial presurizado La propagación del agua liberada por un jokulhlaup a través de los canales subglaciales sigue la misma hidráulica de un túnel presurizado, y esa propagación se acelera mediante una retroalimentación positiva: el agua caliente que fluye por el canal funde sus paredes de hielo y lo ensancha, ese canal más ancho deja pasar un caudal todavía mayor, y ese caudal mayor genera todavía más calor, cerrando un ciclo que se refuerza a sí mismo y que completa, junto con las avalanchas de nieve y las crevasses, el conjunto de procesos de fractura y eventos rápidos con el que empezó esta descripción.
ID:6172
Grupo 7: Grupo 7: Retroalimentación termo-hidráulica del canal
Descripción
fusión de paredes–ensanchamiento–caudal–calor
Pregunta clave: ¿Por qué se acelera el jokulhlaup?
fusión de paredes–ensanchamiento–caudal–calor La propagación del agua liberada por un jokulhlaup a través de los canales subglaciales sigue la misma hidráulica de un túnel presurizado, y esa propagación se acelera mediante una retroalimentación positiva: el agua caliente que fluye por el canal funde sus paredes de hielo y lo ensancha, ese canal más ancho deja pasar un caudal todavía mayor, y ese caudal mayor genera todavía más calor, cerrando un ciclo que se refuerza a sí mismo y que completa, junto con las avalanchas de nieve y las crevasses, el conjunto de procesos de fractura y eventos rápidos con el que empezó esta descripción. En la superficie de un glaciar, las crevasses aparecen justo donde la velocidad de flujo del hielo diverge, formando una zona de extensión: a la salida de una curva del cauce glaciar, en la cabecera de una cascada de hielo, o donde el glaciar acelera al pasar sobre un tramo rugoso de su propio lecho. Ese vaciado súbito se desencadena cuando la presión del agua supera la resistencia del propio dique de hielo que la contenía, ya sea porque ese dique de hielo falla como un arco o porque el hielo llega a flotar, o cuando la presión del lago supera el peso del hielo que tiene encima y abre paso al agua a través del propio sistema subglacial.
ID:6173