Temprano en la mañana del 13 de diciembre de 1941, los ciudadanos de Huaraz, Perú, escucharon un terrible estruendo en todo el valle. En cuestión de minutos, un torrente de agua, hielo y rocas se había derramado sobre la ciudad, destruyendo un tercio y matando al menos a 2,000 personas.

La presa natural de rocas y sedimentos sueltos que había retenido el lago Palcacocha había fallado. Ochenta años después, su colapso sigue siendo uno de los desastres naturales más trágicos del Perú.

Este tipo de evento catastrófico se conoce como una "inundación repentina de un lago glacial". Los lagos glaciares, como los que se encuentran a lo largo de la Cordillera Blanca en la cordillera de los Andes, a menudo son represados ​​por morrenas glaciales que pueden alcanzar alturas de más de 100 metros. Son impresionantes, pero a menudo inestables.

Las fuertes lluvias y las avalanchas de rocas, nieve o hielo pueden elevar los niveles de agua en los lagos glaciares con represas de morrenas, generando olas que rebasan la presa de morrenas o la hacen colapsar, liberando grandes cantidades de agua. Solo se espera que estos desastres naturales se vuelven más comunes en Perú y en todo el mundo a medida que el calentamiento climático derrite los glaciares a un ritmo sin precedentes históricamente.

Predecir inundaciones futuras

Esta oscura historia ha estimulado investigación internacional en la estabilidad de las morrenas que represan los lagos glaciares de Perú. La Cordillera Blanca en el norte de Perú contiene el mayor concentración de glaciares tropicales en el mundo. Predecir cuándo ocurrirán estas inundaciones repentinas, y cuán destructivas serán, es una preocupación enorme para los Estados Unidos. más de 320,000 personas que viven río abajo.

Modelos de ingeniería geológica utilice variables como el tamaño y el volumen del lago, la altura, el ancho y la pendiente de la presa de la morrena, y las dimensiones del canal y el valle para estimar la estabilidad de la presa de la morrena y el riesgo de inundación. Desafortunadamente, estos modelos no incluyen mucha información sobre la composición de la presa de morrena, que puede variar significativamente dependiendo de su ubicación y modo de formación.

Mi investigación, parte de una colaboración entre la Universidad McMaster y Instituto Nacional de Investigaciones sobre Glaciares y Ecosistemas de Montaña de Perú (INAIGEM), se centra en establecer el origen de estas presas de morrenas y las características físicas de las presas y los lagos que retienen. Estas funciones pueden tener influencia considerable en la estabilidad de la presa y su potencial de falla.

Uso de UAV para comprender la estructura de las presas de morrenas

Los glaciares crean morrenas al transportar, depositar y empujar rocas, arenas y limos y arcillas de grano fino a lo largo del fondo del valle y las paredes del valle adyacente, a menudo formando una barrera. Pero una morrena puede ser mucho más estable que otra, dependiendo de los materiales que contenga y de cómo esté formada.

El agua puede filtrarse a través de puntos débiles en las capas apiladas de la morrena, llevándose sedimentos consigo, o pueden caer rocas sueltas después de una perturbación como un terremoto. Estos puntos débiles hacen más probable un colapso completo de la presa de morrena. La localización de estos puntos débiles es un paso importante para predecir la estabilidad de las presas del lago y puede permitir a los geocientíficos e ingenieros diseñar estrategias de remediación más efectivas.

Mis colegas y yo estamos analizando la arquitectura de grandes morrenas laterales, que se forman a lo largo de los lados de los glaciares, en el sur de Islandia, utilizando vehículos aéreos sin tripulación (UAV o drones) para recolectar imágenes de alta resolución. Nosotros usa estas imágenes a identificar y clasificar áreas de sedimentos de grano grueso y fino que pueden formar zonas de fuga de agua y remoción de sedimentos y causar la falla de la presa. Hemos planeado estudios de UAV de alta resolución similares de presas de morrenas en la Cordillera Blanca para principios de 2022.

La investigación mejorará la confiabilidad de los modelos predictivos para identificar posibles peligros de inundaciones de lagos glaciares. También identificará áreas donde el trabajo de remediación, como la construcción de canales de salida adicionales o barreras blindadas, es más necesario para fortalecer la morrena.

Esto será particularmente importante a medida que los glaciares se derritan más rápidamente, el volumen de agua retenido por estas presas de morrenas naturales se acumule y el poder destructivo de las inundaciones también continúe aumentando. Un estudio reciente de investigadores de la Universidad de Calgary mostró que el volumen de agua en los lagos glaciares ha aumentado en un 50% a nivel mundial desde 1990.

Desde principios del siglo XIX, se estima que Se han producido 165 inundaciones repentinas en lagos glaciares con represas de morrenas. Además, aproximadamente 12,000 muertes en todo el mundo se pueden atribuir directamente a las inundaciones de los glaciares.

Nuestra investigación en Perú proporcionará nuevos conocimientos sobre la estabilidad de las presas de morrenas que se pueden aplicar a otras regiones, como bolivia, el Himalaya y las montañas rocosas canadienses, que también están experimentando un mayor riesgo de inundaciones repentinas de lagos glaciares a medida que el calentamiento climático continúa derritiendo los glaciares.

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