UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERIA

CURSO

GEOMORFOLOGÍA APLICADA Y GEOLOGÍA

Clase N° 4 a

El Sistema de Erosión Glacial.

Prof. Alejandro Vial LatorreGeógrafo

1er Semestre 2009

7.- Formas y procesos en ambientes glaciales.

La Criosfera

La criosfera consiste de las regiones cubiertas por nieve o hielo, sean tierra o mar. Incluye la Antártica, el Océano Ártico, Groenlandia, el Norte de Canadá, el Norte de Siberia y la mayor parte de las cimas más altas de cadenas montañosas. Juega un rol muy importante en la regulación del clima global.

La nieve y el hielo tienen un alto albedo, por ello, algunas partes de la Antártica reflejan hasta un 90% de la radiación solar incidente, comparado con el promedio global que es de un 31%. Sin la criosfera, el albedo global sería considerablemente más bajo, se absorbería más energía a nivel de la superficie terrestre y consecuentemente la temperatura atmosférica sería más alta.

También tiene un rol en desconectar la atmósfera con los océanos, reduciendo la transferencia de humedad y momentum, y de esta manera, estabiliza las transferencias de energía en la atmósfera. Finalmente, su presencia afecta marcadamente el volumen de los océanos y de los niveles globales del mar, cambios en ella, pueden afectar el presupuesto energético del clima.

a) Aspectos generales

Llamamos glaciar a una extensa masa de hielo continental que muestra evidencia de movimiento pendiente abajo por la influencia de la gravedad, arrastrando los fragmentos de roca preparados por la meteorización. Para que exista un glaciar es necesario, pues, que haya precipitaciones en forma de nieve que pueda convertirse en neviza y en hielo glaciar. Se mueven desde la zona de acumulación a la zona de ablación (donde el hielo abandona el sistema por fusión, evaporación o por formación de icebergs) y que pueden transportar derrubios tanto en la superficie como en su interior.

La nieve acumulada año tras año se transforma gradualmente en hielo. Los cristales de nieve caídos el año anterior recristalizan dando granos redondeados que se denominan neviza. Con el tiempo, la neviza queda enterrada por la nieve caída posteriormente y se hace cada vez más densa, a la vez que los huecos ocupados por el aire disminuyen. En unos pocos años se forma hielo blanco. Esta transformación, en zonas con poca fusión superficial, como Groenlandia y la Antártida, puede llevar cientos de años. Cuando la acumulación de hielo es importante, los cristales continúan creciendo y el aire es expulsado casi por completo, obteniéndose así el hielo azul característico de los glaciares. Sin embargo no siempre es posible apreciar este color azul, porque a menudo el hielo se encuentra bajo una capa de nieve o de neviza.

Los glaciares sólo se pueden localizar en las altas latitudes y en las montañas más altas; tanto más altas cuanto más cerca del ecuador estén. El hielo formado sobre el mar se llama banquisa, o simplemente banco de hielo. Está unido a la costa y su topografía es extraordinariamente plana. En la banquisa pueden aparecer canales abiertos en el hielo (durante la época de deshielo). En los márgenes de estos canales se acumulan fragmentos de hielo ordenados caóticamente. La banquisa tiene gran importancia en el clima.

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Glaciar y Laguna de San Rafael (Región de Aysén)

El principal atractivo de Laguna San Rafael lo constituye el glaciar San Rafael, también conocido como glaciar San Valentín, el ventisquero más alto de Campos de Hielo Norte. 

Abajo: imagen satelital vertical del mismo glaciar y la laguna.

Distinguimos dos tipos de glaciares: los glaciares regionales o inlandsis y los glaciares locales, y veremos las características del flujo glaciar y su actividad morfogenética. En las zonas marginales de los glaciares aparecen formas mixtas, que pueden ser heredadas. Son muy visibles en los lugares de donde los glaciares se han retirado.

En el dominio morfogenético glacial el hielo está permanentemente presente. Él es el auténtico agente modelador del relieve. El elemento esencial que define este dominio es la presencia de glaciares, tanto inlandsis como glaciares locales. Está circunscrito al límite de las nieves perpetuas, y por lo tanto podemos relacionarlo con el clima del casquete polar. Suponen el 10 % de las tierras emergidas, de las cuales la mayor parte de ellas corresponden a los inlandsis antártico y groenlandés.

Las precipitaciones son siempre en forma de nieve, por lo que el proceso de formación de neviza y hielo glaciar es continuo. La neviza o firn es la nieve caída sobre la zona de acumulación de un glaciar y ligeramente prensada. La neviza se convierte en hielo glaciar gracias a un proceso de nevización o firnificación, que consiste en la compactación y la recongelación: pérdida de aire y cambio de la estructura cristalina.

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Tipos de glaciares

La clasificación más general se hace atendiendo a su tamaño y a la relación con la topografía que cubren y que los rodea. Se distinguen cuatro tipos principales:

• Grandes casquetes: son grandes masas de hielo que cubren por completo el relieve sobre el que se asientan, excepto en las zonas marginales. Existen dos grandes casquetes, el de Groenlandia y el de la Antártida. Este último alcanza espesores de más de 4.000 m y almacena el 85% del agua dulce de la Tierra.

• Pequeños casquetes: también cubren grandes áreas, aunque inferiores a 50.000 kilómetros cuadrados. Los más conocidos son los de Svalbard y los de Islandia.

• Glaciares de valle: en este caso el hielo no cubre por completo la topografía, sino que está canalizado por ella. Se encuentran en zonas de montaña, ocupando el fondo de algunos valles, por los que el hielo descarga hasta alcanzar zonas más cálidas.

• Glaciares de circo: son pequeñas masas de hielo que se localizan en las cabeceras de los valles de zonas montañosas y ocupan depresiones denominadas circos. (este tipo y el anterior se conocen conjuntamente como glaciares alpinos)

Existe otra clasificación basada en la temperatura interior del glaciar:

• Glaciares templados: cuando la temperatura en la base está próxima al punto de fusión; pequeños aumentos de presión podrían provocar la fusión (el agua líquida ocupa un volumen menor que el hielo).

• Glaciares fríos: la temperatura en todo el glaciar está muy por debajo del punto de fusión.

Los estudios científicos muestran que los glaciares responden rápidamente a los cambios climáticos, pudiendo ser utilizados como indicadores locales o globales.

Monte Rainier. Washington (Estados Unidos). 

Casquete glaciar con una superficie aproximada de 93 kilómetros cuadrados. Se asienta sobre el cono de un volcán de 4.394 m de altura que tiene dos cráteres en su cumbre.  Este casquete alimenta 25 glaciares que descienden por las laderas dando en planta una disposición radial

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Dinámica y relieve glaciar

Los glaciares son agentes geomorfológicos muy importantes. El hielo se desplaza lentamente sobre el relieve, comportándose como un material plástico, erosionando en unas zonas y transportando y abandonando materiales (sedimentos) en otras.

El hielo se mueve por dos procesos diferentes:

• Flujo interno: tiene lugar por deformación de la estructura de los cristales. En las partes superficiales el hielo es más frágil, produciéndose grietas que pueden ser muy peligrosas para los excursionistas. Pero en el interior el comportamiento es más plástico y los cristales de hielo se deslizan unos sobre otros.

• Deslizamiento basal: La masa de hielo, en bloque, se desplaza sobre el fondo. En la base del glaciar puede existir una película de agua líquida que reduce el rozamiento facilitando el movimiento del hielo sobre el sustrato rocoso. Esto sucede con frecuencia en los glaciares templados.

La erosión glacial comprende diferentes mecanismos: 1. arranque de fragmentos y 2. desgaste y abrasión. Los materiales, una vez incorporados al hielo, pueden ser transportados grandes distancias hasta que son abandonados en la zona de ablación. Si se encuentran en la superficie o en el interior del glaciar no experimentan grandes cambios durante el transporte. Pero los materiales que viajan en el contacto hielo-roca se van desgastando y redondeado, adquiriendo formas características, como los bloques "en plancha" (clastos con formas pentagonales, que tienen la superficie pulida y estriada). En esta zona, el desgaste tanto de los detritos en transporte como del sustrato sobre el que se deslizan produce gran cantidad de materiales finos (arcillas) que se denominan harina glacial.

En la zona de ablación, cuando el hielo se funde, es donde los glaciares depositan la mayor parte de su carga. Estos materiales, en general con formas angulosas, tamaños variados y sin clasificar, se denominan till. En ocasiones el till se presenta dando formas de relieve características que se conocen con el nombre de morrena. Dependiendo de la posición que ocupen, se distinguen: morrenas laterales, centrales, de fondo y frontales1.

Glaciar Drung Drung. Cordillera del Himalaya (India).

Glaciar de valle con morrenas laterales bien desarrolladas. No se alcanza a ver la zona de alimentación, que quedaría en la cabecera del valle. En la parte frontal se aprecian numerosas grietas transversales originadas por las tensiones provocadas en el hielo al desplazarse sobre las irregularidades del sustrato. 

1  Véase más adelante las formas derivadas de la acción de los glaciares.

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b) Las glaciaciones históricas: las edades del hielo

Durante la época Cuaternaria, la tierra sufrió un largo período de baja general de las temperaturas, que hizo que gran parte de la superficie de los continentes fuera ocupada por costras o “casquetes” de hielo producidos por la acumulación de precipitación de carácter nival. Conjuntamente, esta acumulación de agua sólida sobre los continentes trajo consigo un baja general del nivel del mar, hechos -ambos- que dejaron huella en el modelado. La baja del nivel del mar significó una baja general de nivel de base para todas las aguas continentales, es decir, provocó una aceleración de la erosión lineal.

El período glacial del Cuaternario registró avances y retrocesos, habiéndose identificado cuatro avances (glaciaciones) en el hemisferio norte y a lo menos dos en el hemisferio sur. Las cuatro glaciaciones se conocen por los nombres alemanes de Günz, Mindel, Riss y Würm, de la más antigua a la más reciente; en Norteamérica, sus equivalentes son Nebraska, Kansas, Illinois y Wisconsin.

Pero esa no es la úniva época de la historia de nuestro planeta que sufrió los efectos de los hielos.

Mediante el estudio de las rocas, se puede reconocer que hubo glaciaciones desde finales del Precámbrico, aunque parece que los periodos cálidos (interglaciales) han sido más importantes que los periodos fríos (glaciales).

Se cree que esta alternancia de periodos glaciares e interglaciares está provocada por cambios en la cantidad de radiación solar que alcanza la Tierra:

• relacionados con factores astronómicos: variaciones en la excentricidad de la órbita terrestre, en la oblicuidad del eje de rotación o en la dirección de la oblicuidad de este eje (ciclos de Milankovitch).

• relacionados con factores atmosféricos: variaciones en la proporción de los gases de efecto invernadero, provocadas o no por la actividad humana.

Además de estos cambios climáticos a escala global, existen otros que pueden afectar a una masa continental de forma individual: el desplazamiento de las placas litosféricas hace que las posiciones de los continentes cambien con el tiempo. Por ejemplo, la India, que en el Pérmico se encontraba próxima al Polo Sur, al moverse hacia el norte, alcanzó una posición ecuatorial en el Terciario.

También debe considerarse la relación entre el clima y la topografía a escala regional, ya que la forma del relieve puede determinar la formación y morfología de los glaciares. Así, la elevación tectónica de los Andes durante el Cuaternario hizo que algunas montañas alcanzaran su altura actual a mediados de este periodo, por lo que sólo fueron afectadas por las últimas glaciaciones del Pleistoceno, cuando las cumbres sobrepasaron el "nivel de glaciación" para esa zona.

El último máximo glaciar se calcula que tuvo lugar entre hace 22.000 y 10.000 años (estas edades pueden variar ligeramente, e incluso presentar un marcado diacronismo, de unos lugares a otros), aunque en el Pleistoceno (entre 3 millones de años y 10.000 años) se sucedieron varios periodos glaciares e integlaciares. Recientemente, del s. XVI al s. XIX, se produjo un enfriamiento que provocó un avance importante de los glaciares. Los efectos de este periodo, que se conoce como Pequeña Edad del Hielo, fueron observados directamente por muchos habitantes de Europa.

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Los Alpes. Debajo de la foto: el golfo de Liguria, la parte norte de los Apeninos y, a la derecha,  la costa del Adriático.

NASA. 5 de marzo de 2000.

Sobre la evolución de los glaciares, resulta difícil hacer predicciones futuras. Los cambios en los parámetros orbitales de la Tierra conducen a un enfriamiento gradual que alcanzará el máximo dentro de unos 100.000 años. Pero a esta tendencia natural se deben superponer los efectos antropogénicos. Así, en la actualidad se observa un retroceso de los frentes en la mayor parte de la Tierra, lo que indica un calentamiento para el planeta que, de seguir como hasta ahora, podría tener consecuencias catastróficas. La fusión completa de los casquetes de Groenlandia y de la Antártida provocaría un ascenso en el nivel del mar de unos 70 m y la desaparición de muchas ciudades costeras.

Cada glaciar da una respuesta particular a los cambios climáticos. Según algunos autores, aún con un calentamiento global generalizado, los glaciares de zonas próximas a los polos en medios áridos podrían avanzar debido a un aumento de las precipitaciones totales en un escenario más cálido. También algunos glaciares del Himalaya, situados en zonas de influencia del monzón, avanzarían al hacerse su balance de masas más positivo por aumento de las precipitaciones. De momento, lo que sabemos con seguridad es que nos encontramos en un periodo interglaciar en el que los glaciares aún no han llegado a retroceder tanto como lo hicieron en interglaciares anteriores.

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Imagen satélite del extremo austral de Chile y Argentina. Nótese la extensión de las áreas cubiertas de hielo.

NASA, 2 de Octubre de 2005

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La existencia de las glaciaciones fue deducida por primera vez en 1837 por el biólogo suizo-norteamericano Louis Agassiz2. Explicó cómo se producían los glaciares y descubrió que las glaciaciones de los Alpes se habían expandido, en otros tiempos, sobre las tierras bajas de los alrededores. Esto lo llevó a sugerir que en un tiempo geológico no muy lejano el clima fue mucho más riguroso que hoy. Ya en el siglo XVIII a los geólogos les había llamado la atención los grandes bloques de granito que se encontraban dispersos por las montañas del Jura. En 1760 el geólogo suizo Horace Saussure3 había observado las diferencias de pulido entre las rocas sobre las que se asentaban los bloques y el resto de la región. Ya en 1795 James Hutton4

lanzó la hipótesis de que esos bloques habían sido transportados por grandes masas de hielo que en otro tiempo cubrieron los Alpes.

En 1842, el matemático francés Joseph Adhémar sugirió que las glaciaciones se podrían originar por las variaciones en la intensidad de las estaciones provocadas por factores astronómicos.

2 Agassiz, Jean Louis Rodolphe  Naturalista nacido en Motiers, Suiza (1807­1873). En 1846 se trasladó a E.U.A. y a su esfuerzo y entusiasmo se debe el florecimiento de los estudios zoológicos en este país, siendo considerado uno de los especialistas más competentes de su tiempo, y con grandes dotes para despertar el interés del público por las ciencias.

Estudió   en   las   universidades  de  Zúrich,  Múnich,   Erlangen  y   Heidelberg   y   se   especializó   en   ictiología.   En  1826, basándose en materiales recolectados por el naturalista bávaro Johann Baptist Von Spix, redactó  una descripción de peces brasileños que fue objeto de atención de otro naturalista, el francés Georges Cuvier, con el que estudió más tarde en París. Fue catedrático de Historia Natural en la Universidad de Neuchatel de 1832 a 1846, periodo en que publicó sus obras: Investigaciones sobre los peces fósiles (1833­1844 y Estudio sobre los glaciares (1840). Fue fundador del Museo de Zoología Comparativa de Harvard, y de 1848 hasta su muerte catedrático de Historia Natural del Lawrence Scientific School de la Universidad de Harvard.

Basándose en sus observaciones en los Alpes suizos, Agassiz planteó la teoría de que en un tiempo la mayor parte de la Tierra estuvo cubierta de glaciares. Igualmente, sostenía que los organismos, a lo largo del tiempo, tienden a hacerse cada vez más complejos y mejor adaptados a su medio ambiente, asignando a un ser supremo una serie de actos de creación independientes. Esta teoría de Agassiz era opuesta a los mecanismos que Charles Darwin esbozaba en su teoría de la evolución de las especies.

Entre 1848 y 1851, Agassiz exploró América del Norte, incluida la región del Lago Superior y los arrecifes coralinos de Florida. Entre 1865 y 1866 viajó por Brasil; fruto de las investigaciones de ese viaje fue su obra  Una expedición en  Brasil,  que publicó  en 1868. En el  mismo año de su muerte estableció  una escuela de verano en Penikese Island, Buzzards Bay, Massachusetts, dedicada al estudio de la zoología.

3 Saussure, Horace Bénédict de  (Conches, 1740­  id., 1799) Naturalista y físico suizo. Realizó diversas expediciones científicas a los Alpes para estudiar la flora y la geología de la zona, organizó la primera ascensión al Mont Blanc (1786) y participó en la segunda. Descubridor de numerosos minerales, inventó diversos instrumentos de medida, entre ellos un anemómetro y un higrómetro de cabello. Destacan sus obras Viaje a los Alpes (1779) y Ensayos sobre la higrometría (1783).4 James Hutton nació en Edinburgo en Escocia. Estudió Derecho y más tarde Química y Medicina en la universidad, primero en Edinburgo y más tarde en París y Leiden. Completó sus estudios en 1749. James Hutton nunca ejerció como médico. Sin embargo se dedicó  al estudio y mejora de las  técnicas de cultivo mixto en Norfolk,  Inglaterra.  Allí  se desarrollaron  nuevas   ideas  agrícolas  asociadas  al  vallado  de   los  campos.  Su experiencia  directa,   con   relación  a   la rotación de los cultivos y a la mejora del transporte por carretera, permitió a Hutton aplicar sus ideas en Berwickshire, Escocia, en las tierras que había heredado. Podemos apreciar el interés de Hutton por las rocas y minerales a partir de su estancia en Norfolk. El desarrollo y florecimiento de las ideas de Hutton se produjo después de su traslado a Edinburgo, pero el tiempo que pasó en Norfolk y Berwickshire fue importante para sus teorías y observaciones de estructuras y secciones geológicas. Él se dio cuenta de que la erosión marina que había observado, mientras trabajaba en las costas de Inglaterra  y Escocia,  y  la   intrusión del  granito  en otras  rocas  requerían  una explicación,  y  también,  que el   tiempo necesario para que estos procesos tuvieran lugar debería ser mayor que los 6.000 años aceptados en su tiempo como edad de  la  Tierra.  Hutton creyó  en   la  observación como algo necesariamente  previo a  la  explicación y a   la   teoría.  Sus observaciones en la isla de Arran en 1787 y en Siccar Point en 1788 son conocidas mundialmente. Fue él quien nos dejó el axioma "El presente es la llave del pasado". 

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Durante la década de 1860 el escocés James Croll presentó una novedosa teoría para explicar las glaciaciones, en su libro: El clima y las épocas. Se basó en los cálculos que había realizado el astrónomo francés Urbain Leverrier para predecir las variaciones de la excentricidad de la órbita terrestre. Según Croll, las complicadas interacciones de las fuerzas gravitacionales en el sistema solar hacen que la forma de la órbita terrestre cambie en forma regular y previsible, pasando de una forma casi circular a una elipse algo estirada. Para este científico, la órbita circular corresponde a las condiciones cálidas de un período interglacial, mientras que la órbita alargada provocaba un período glacial. Sostenía que si los inviernos eran fríos, la nieve puede acumularse con mayor facilidad y de este modo reflejará la radiación solar incidente y mantendrá a la Tierra fría.

Estaba claro que en el pasado el clima de la Tierra había fluctuado entre épocas más frías y épocas más cálidas que las de la actualidad. Las primeras glaciaciones se identificaron en los Alpes y se llamaron (de más antigua a más moderna) Günz, Mindel, Riss y Würm. Estas mismas glaciaciones se encontraron huellas en Estados Unidos y se denominaron, respectivamente: Nebraska, Kansas, Illinois y Wisconsin. Sin embargo se han identificado otras muchas glaciaciones a lo largo de la historia de la Tierra.

Tabla del clima durante el Holoceno

PeríodoAños Característica

Calentamiento actual

1970 Cálido

1950 Frío relativo

1880 Cálido

Comienzo del calentamiento 1840 Cálido relativo

Pequeña edad del hielo

1750 Frío

Mínimo de Maunder 1650 Más frío

1300 d.C. Frío

Enfriamiento medieval 1200 d.C. Frío relativo

Pequeño óptimo climático 700 d.C. Cálido

Pulsaciones holocénicas 6.000 a.p. Frías / cálidas

Atlántico 8.000 a.p. Frío

Boreal 10.000 a.p. Cálido y húmedo

Dryas reciente 12.000 a.p. Frío

Boelling/ Allerod 13.000 a.p. Cálido

Es un hecho que, tras su formación, el enfriamiento general del planeta comenzó muy pronto. El cambio más drástico se produjo hace unos 3.500 millones de años, cuando los seres vivos comenzaron a producir un veneno letal para los seres vivos, el oxígeno. Sin embargo, algunos organismos consiguieron emplear el oxígeno para vivir y comenzaron a fijar carbono, reduciendo drásticamente las proporciones de CO2 en la atmósfera e iniciando lo que

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conocemos como ciclo del carbono. Se estima que la atmósfera primitiva contenía un 25% de CO2.

En la siguiente tabla se detallan las principales glaciaciones históricas. Las glaciaciones anteriores al Pleistoceno son orientativas y no se detalla el interglacial debido al amplio lapso que tienen. Son glaciaciones deducidas por métodos indirectos. En los años se indica el comienzo del período, con las precauciones que se debe tener en las glaciaciones anteriores al Pleistoceno.

Tabla de las glaciaciones Nombre Años Era

Postglacial Actual 8.000 Holoceno

Glacial Würm 80.000

Pleistoceno

Interglacial Riss-Wiurm 140.000

Glacial Riss 200.000

Interglacial Midel-Riss 390.000

Glacial Midel 580.000

Interglacial Günz-Midel 750.000

Glacial Günz 1.100.000

Interglacial Donau-Günz 1.400.000

Glacial Donau 1.800.000

Interglacial Biber-Donau 2.000.000

Glacial Biber 2.500.000

Glacial Oligoceno 37.000.000

CenozoicoInterglacial Eoceno superior 40.000.000.

Glacial Paleógeno 80.000.000

Interglacial Cretácico 144.000.000 Mesozoico

Glacial Permocarbonífera 295.000.000

PaleozoicoGlacial Carbonífero inferior 350.000.000

Glacial Ordovícico 440.000.000

Glacial Precámbrico 700.000.000 Precámbrico

Glacial Primera glaciación 2.000.000.000 Proterozoico

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Causas de las grandes glaciaciones

Una glaciación es un período de tiempo geológico en el que las temperaturas medias de la Tierra permite la extensión de un gran inlandsis hasta las latitudes más bajas de la actual zona templada, extendiendo a ellas los dominios morfogenéticos fríos. El período entre dos glaciaciones se denomina interglacial y se supone que en su fase más cálida desaparece el hielo permanente de las regiones polares, aunque este extremo no es necesario. Durante los interglaciales los dominios morfogenéticos templados alcanzan las altas latitudes.

Las glaciaciones que podemos identificar en el relieve se desarrollan todas ellas durante el Cuaternario, aunque hay glaciaciones más antiguas que podemos conocer gracias a los niveles de CO2 y los isótopos de oxígeno 16 (épocas interglaciales) y oxígeno 18 (épocas glaciales) que se encuentran en los restos orgánicos fosilizados y la atmósfera atrapada en los hielos de los grandes inlandsis. Además, el carbono 14 es absorbido por los organismos vivos y queda almacenado en los anillos de los árboles y el berilio 10 es almacenado en las capas de hielo. Para acceder a ellos es necesario hacer perforaciones.

Las grandes glaciaciones tienen lugar en el Pleistoceno. El término Pleistoceno fue inventado por Charles Lyell para definir el período en el que se encuentra un registro fósil de organismos biológicos modernos.

Durante una glaciación la temperatura media de la Tierra es más de 10 ºC más baja que la del clima actual. Los casquetes de hielo se extienden miles de kilómetros y cubren gran parte de Europa, Asia, Norte América y Suramérica formando un gran inlandsis. Estas condiciones han imperado durante el 80% de los últimos 2,5 millones de años. Se podría decir que el clima de la Tierra tiende a ser glacial.

Porqué se producen las épocas glaciales. Nadie está seguro de cómo se produce una glaciación. Para descubrir lo que provoca que una edad de hielo empiece o termine, tenemos que reconstruir el clima de la Tierra en diferentes lugares y en diferentes momentos, y reconstruir los hechos. La teoría más aceptada en la actualidad fue formulada por Mílutin Milánkovitch, y se basa en fenómenos astronómicos.

Causas astronómicas: los ciclos de Milánkovitch. El astrónomo yugoslavo Mílutin Milánkovitch5, en las décadas de 1920 y 1930, calculó las variaciones de insolación en la Tierra resultantes de cambios en los movimientos de traslación y de rotación de la Tierra y propuso un mecanismo astronómico para explicar los ciclos glaciales que constaba de tres factores: la inclinación del eje de rotación terrestre, la forma de la órbita terrestre y la precesión.

La inclinación del eje de rotación terrestre, fluctúa desde los 21,5º hasta los 24,5º en períodos de 41.000 años. Al aumentar la inclinación resultan más extremas las estaciones en ambos hemisferios.

La forma de la órbita terrestre, con menor intensidad, también afecta a las variaciones estacionales. En períodos de, aproximadamente, 100.000 años, la órbita se alarga y se acorta.

5 Milutin Milankovitch (1879­1958) nació en la aldea serbia de Dalj. Fue colaborador de Alfred Wegener (teoría de la tectónica de placas) y de Wladimir Copen, para muchos el mayor metereólogo y climatólogo de su época ( a demás de su suegro). Cuando era estudiante, decidió "¡comprender el universo entero y arrojar luz en todos sus rincones!". Se propuso la ardua tarea de calcular la temperatura existente en las latitudes de los distintos paralelos de la Tierra y de otros planetas en sus diversas órbitas alrededor del Sol, y a partir de estos cálculos describir la climatología del pasado. En 1914 publicó un informe sobre el tema titulado "la teoría astronómica de la era glacial". En 1920 publicó la formula para calcular la intensidad de la radiación solar en función de la latitud y la estación. Demostró que los cambios de radiación debido a los cambios en la geometría orbital serían suficientes para provocar la glaciaciones. En 1938 publicó la versión definitiva de sus teorías. La Tierra tiene un movimiento muy complejo a los largo de los milenios. Cambia la excentricidad, la oblicuidad y la dirección del eje terrestre. Milankovich predijo y calculó el efecto conjunto sobre la irradiación solar y su relación con las glaciaciones.

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La excentricidad de la órbita terrestre varía desde el 0,5%, correspondiente a una órbita prácticamente circular, al 6% en su máxima elongación. Cuando la elipse alcanza su excentricidad máxima se intensifican las estaciones en un hemisferio y se moderan en el otro. Se considera que la variación de la excentricidad de la órbita terrestre ejerce un efecto mucho más débil sobre la intensidad de radiación solar por que su contribución directa al cambio de irradiación sobre la Tierra es menor que el 0,1%. Sin embargo la frecuencia de las últimas glaciaciones es cercana a los 100.000 años.

La precesión del eje de rotación de la Tierra describe una circunferencia completa cada 25.790 años. La precesión es responsable de que el verano de un hemisferio caiga en un punto de la órbita cercano o lejano al Sol. Se produce es un refuerzo de las estaciones cuando la máxima inclinación del eje terrestre coincide con la máxima distancia al Sol.

Apoyándose en esta teoría, Vladimir Koeppen sugería que lo que conduce a una glaciación no es una sucesión de inviernos rigurosos, si no la reducción de la insolación en verano, que dificultaría la fusión de los hielos formados en el invierno.

Los ciclos de actividad solar. La temperatura media de la Tierra depende, en buena medida, del brillo del Sol. Y de la cantidad de radiación que llega a la Tierra. Esta cantidad de radiación depende de las manchas solares. Las manchas solares son zonas oscuras sobre la superficie del Sol, cuyos tamaños pueden superar varias veces al de la Tierra. Se trata de zonas relativamente más frías. Hay registros chinos de observación de manchas solares desde hace más de dos mil años, aunque se atribuían a objetos interpuestos, como pájaros o a algún planeta interior, como Mercurio o Venus. Las primeras observaciones telescópicas de las manchas solares se realizaron alrededor del año 1610 y se produjeron casi simultáneamente en distintos países europeos.

En 1908 George Ellery Hale6 demostró que las manchas solares se hallan asociadas a fuertes campos magnéticos. Las manchas solares aparecen en parejas que poseen polaridad opuesta, una norte y otra sur, como si fueran los polos de un gigantesco imán. Los altísimos campos magnéticos entre un par de manchas solares se visualizan por la luz que emite la materia altamente ionizada que arrastran. La actividad del Sol también se manifiesta en las fulguraciones y el viento solar, que proyectan partículas subatómicas hacia el espacio interplanetario. Este flujo de partículas es responsable de buena parte de la radiación cósmica que bombardea a nuestro planeta. En 1843 Heinrich Schwabe7, advirtió de que el número de manchas registradas no era constante a lo largo del tiempo, sino que aumentaba y disminuía en ciclos de, aproximadamente, once años. Últimamente se ha descubierto que el máximo es doble es decir, pasado el máximo absoluto y comenzado el descenso al año siguiente hay un máximo secundario.

Pero los ciclos de once años son muy cortos para reflejar un cambio en la atmósfera, debido a la inercia a mantener el clima de esta. Además, las variaciones que tienen lugar en este ciclo

6  Hale,   George  Ellery  (Chicago,  1868­Pasadena,  EE  UU,   1938)   Astrónomo estadounidense.  Estudió   física   en   el Instituto Tecnológico de Massachusetts y fue profesor de astrofísica en la Universidad de Chicago. Organizó y dirigió los observatorios Kenwood (1888­1891) y Yerkes (1895­1905), ambos en Chicago, y los observatorios de Monte Wilson (1904­1923) y Monte Palomar (1923­1938), en California. Se especializó en la construcción de telescopios de grandes dimensiones,   como   el   de   Monte   Palomar,   de   5,08   metros   de   diámetro.   También   inventó   el   espectroheliógrafo, instrumento que permite fotografiar el Sol en una determinada longitud de onda.

7 Samuel Heinrich Schwabe (25 oct. 1789 ­ 11 abril 1875) Farmacéutico alemán, astrónomo y botánico aficionado. Su pasión por los misterios del cielo le llevaron a buscar un “dorado” imposible: el planeta Vulcanus, cuya existencia como planeta intramercurial  (entre las órbitas de Mercurio y el  Sol) se sospechaba desde hacía mucho tiempo. Para ello observó y tomó notas del Sol a diario durante 42 años (!) intentando dilucidar su tránsito entre las manchas solares. Los primeros 17 años de estudio y gráficos le revelaron que existía un periodo de repetición, que el creía de 10 años, durante el cual el número de manchas solares crecía y desaparecía para volver a aumentar. Publicó su teoría del ciclo solar en una revista de astronomía pero no despertó demasiado interés hasta que su trabajo atrajo la atención del explorador y naturalista Friedrich von Humboldt  que lo dio a conocer en su obra divulgativa “Kosmos”.  

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son muy débiles. La actividad del sol tiene otro ciclo de 80 años, ciclo de Gleissberg. La variación es más o menos de la magnitud que los ciclos de once años, pero al ser un período más largo la atmósfera sí puede mostrar su influencia. A este fenómeno de atribuye el mínimo de Maunder.

Los factores terrestres. Las variaciones climáticas están determinadas, también, por fluctuaciones de la concentración en el aire de gases responsables del efecto invernadero, la actividad volcánica, los cambios en las corrientes oceánicas, las inversiones magnéticas y en la tectónica de placas.

Estos cambios de los climas produjeron modificaciones en las poblaciones animales y vegetales, a través de la extinción, adaptación y migración de especies. En el estudio de estas modificaciones se basan los métodos biológicos de estimación de las condiciones climáticas y ambientales del pasado.

Las erupciones volcánicas lanzan a la atmósfera grandes cantidades de cenizas que permanecen en suspensión durante años, reduciendo el brillo del Sol y bajando la temperatura media de la atmósfera. Este mecanismo también puede funcionar tras el impacto de un gran meteorito, pero estos episodios son más esporádicos. Para que el polvo volcánico origine una era glacial sería necesario un ciclo volcánico muy violento y sostenido a lo largo de años y en todo el mundo. Las erupciones volcánicas también hace aumentar las concentraciones de CO2

en la atmósfera.

Las inversiones magnéticas se consideran como posible un factor que desencadena una glaciación porque en el proceso de inversión se debilita el campo magnético (y se orienta en dirección este-oeste). La mayor presencia de rayos cósmicos provocan, en la troposfera la formación de nubes, lo que comporta un enfriamiento de la Tierra. Un campo magnético fuerte canaliza las radiaciones hacia los polos, fenómeno observable en las auroras boreales, calentando las capas altas de la atmósfera. Claro que lo normal es suponer que una mayor incidencia de la radiación favorece el calentamiento de la atmósfera.

También la disposición de los continentes, y la tectónica de placas, tiene influencia en el clima global. Si las tierras emergidas se concentran en las latitudes bajas el clima tiende a ser más cálido, ya que los mares (en las latitudes altas) conservan mejor el calor dificultando la aparición de hielo permanente; mientras que cuando los continentes se concentran en las latitudes altas las temperaturas bajan, ya que las aguas cálidas tropicales no dulcifican el clima polar y aparecen los grandes inlandsis. Además, cuando chocan los continentes aumenta la actividad volcánica.

La expansión de los bosques también tiende a enfriar el clima de la Tierra, ya que las plantas ya que aumenta la nubosidad, y por lo tanto e reduce el brillo del sol, pero lo fundamental es que fijan el carbono.

El ciclo del carbono

Las prospecciones en la estación antártica de Vostok demuestran que el aumento de la proporción en la atmósfera del CO2 y el aumento de la temperatura coinciden en el tiempo. También las concentraciones de metano son menores durante los períodos fríos. La concentración de CO2 en la atmósfera disminuye gracias al océano, ya que los seres vivos de superficie fijan el carbono para formar sus esqueletos. Al morir son arrastrados, con el carbono, hacia el fondo del océano. En aguas poco profundas forman calizas y dolomías, con lo que entran a formar parte de la corteza terrestre. La disolución de las calizas, y la respiración de los seres vivos, devuelve el carbono a la atmósfera. Sin el CO2 no sería posible la fotosíntesis, y por lo tanto la vida como la conocemos. La velocidad con que el océano es capaz de fijar carbono depende de la cantidad de nutrientes, al comenzar el deshielo e inundan las plataformas continentales y se pierde el carbono orgánico de ellas, reduciéndose la capacidad de fijar carbono y aumentando su concentración en la atmósfera.

No obstante, se considera que tanto los ciclos de actividad solar, como los factores terrestres pueden ser responsables de las variaciones intermedias del clima, no de las grandes glaciaciones.

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Comparemos La Tierra hoy, con el aspecto que habría tenido durante la última glaciación

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c) El modelado glacial. Los glaciares son de tres tipos: los inlandsis, o casquetes de hielo; los glaciares de circo, cuyo desarrollo se limita a las cuencas de recepción; y los glaciares de valle, que invaden valles fluviales preeexistentes. Dentro de estos últimos, se distinguen algunos que se desarrollan fuera de la montaña, a los que se denomina glaciares de piedemonte.

Los inlandsis son grandes bloques de hielo que se “montan” sobre el continente, sin que en su superficie se vea reflejada la topografía subyacente. De ellos se desprenden a menudo lenguas de hielo que descienden hasta la llanura o hasta el mar, dando origen a los iceberg, que son bloques que se desprenden del frente del glaciar al quebrarse el hielo por el efecto del movimiento del mar. Hoy subsisten dos grandes inlandsis: en Groenlandia y la Antártida. Los “Campos de hielo” de nuestra Patagonia son restos del casquete que cubrió esa zona durante el Cuaternario.

Los glaciares de circo, sólo ocupan las partes altas de las montañas, sin salir de las cuencas de recepción. No emiten lenguas de hielo.

Los glaciares de valle se extienden a lo largo de valles intracordilleranos, modificándolos enormemente, cambiando su perfil tranversal de forma de “V” a otro de forma de “U”, por el efecto de bulldozzer que produce el hielo al avanzar pendiente abajo.

Los glaciares de piedemonte se encuentran a la salida de la montaña, invadiendo la llanura o llegando hasta el mar, según sea la cercanía de la montaña con el mar. Actualmente se encuentran algunos en Alaska (glaciar de Malaspina).

Los glaciares se mueven en función de dos fuerzas que empujan la lengua de hielo en el sentido de la pendiente: el peso del hielo y la nieve acumulados en la parte superior, y la pendiente misma. Por ello, el desplazamiento en los valles intramontanos es más rápido que en la llanura; con todo lo rápido que pueda considerarse un desplazamiento inferior a 1 metro por año.

Glaciares Onelli y Bolado (1990). Parque Nacional de Los Glaciares (Argentina). Glaciar tributario y valle colgados. El retroceso generalizado experimentado por los glaciares en los últimos años hace que algunos tributarios queden desconectados del glaciar principal. En la lengua del Bolado, se puede observar el perfil transversal en U característico de los valles glaciares. La ausencia de vegetación en las laderas marca un nivel anterior alcanzado por el hielo del glaciar Onelli. 

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Sistema morfogenético. La preparación del material está ligada a los procesos mecánicos en los que intervienen el frío, que se ven atenuados por el hecho de que la mayor parte del tiempo las temperaturas están por debajo de lo cero grados y no hay alternancia hielo-deshielo. La huella de la gelifracción es limitada, ya que sólo actúa en las márgenes donde es posible un corto verano y en las laderas más empinadas de los nunataks.

El transporte está relacionado con la existencia de grandes glaciares capaces de transportar materiales morrénicos, pulir y formar estrías y acanaladuras en las rocas aborregadas y las paredes del glaciar. La acción de transporte está complementada con las aguas de fusión, tanto superficiales como internas. Bien entendido que esta agua tiene un brevísimo período de acción, durante el verano, en el mejor de los casos. Su acción fundamental se centra en el transporte de parte de los materiales de menor tamaño proporcionados por la abrasión y el lavado de las morrenas. La eficacia del transporte glacial depende de las características del flujo o las icestroms.

En los glaciares se dan fuertes vientos superficiales que arrastran importantes cantidades de cristales de hielo y arenas si las hay.

Modelados del relieve. En el dominio glacial sólo los relieves relacionados con la acumulación son directamente observables, ya que el resto está cubierto por el hielo. Estos conjuntos están localizados en las zonas marginales, costas y frentes de glaciar, y se asocian en construcciones fluvioglaciares y eólicas.

Formas de sedimentación: A los depósitos de origen glacial se les denomina genéricamente “morrenas”, y, según su ubicación se las llama morrenas de fondo, morrenas laterales o morrenas frontales. Detrás de la morrena frontal, por fusión del hielo se acumula agua que es embalsada por dicha morrena, originando una laguna glacial. Por delante de la morrena frontal, y como consecuencia del desagüe de la laguna glacial, se forma un cono de deyección que se denomina cono proglacial, igual que al río que desagua la laguna.

Morrenas en las proximidades del Rohtang Pass, Himalaya. India

El depósito glacial típico es la morrena. En la zona marginal de fusión aparecen colinas de grava llamadas kames. El kame, y las terrazas de kame, señala el límite del hielo en estado de recesión. Si la corriente de agua glaciar desemboca en un lago la carga depositada forma un delta de kame. Estas gravas pueden colmatar las cubetas y los canales en formaciones que pueden quedar resaltadas, llamadas esker u oesar. El material aportado por el glaciar en estas formaciones aparece rodado y clasificado debido a la acción de las aguas corrientes.

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Por delante se desarrolla la zona proglacial o fluvioglacial. La zona fluvioglacial es aquella en la que encontramos la actividad de las aguas de fusión del glaciar. Los procesos de accionamiento, transporte y acumulación son los propios de las aguas corrientes, sobre todo los relativos a la arroyada elemental. Esta agua deposita lechos de cantos rodados y menudos llamados sandur. El sandur se presenta en grandes acumulaciones de grava, arena y limo, cruzadas por cursos de agua anastomosados que dependen del aporte del caudal de agua. Estas superficies aparecen paralelamente al frente del glaciar, y pueden presentarse con forma de lomas o escalones. En la zona fluvioglacial se instalan lagos de aguas clamas que provocan una deposición de arenas más finas, por decantación, llamadas varvas. La deposición que tiene lugar durante el verano tiene derrubios más gruesos que la de invierno. Esto nos permite conocer la edad de las varvas. Cuando se desecan estas superficies se ven sometidas a procesos de accionamiento eólico, creando extensiones pedregosas semejantes a los ergs, y a sotavento regiones de modestas dunas en las que se encuentran mezcladas la arena y el hielo.

Depósitos fluvioglaciares. Zanskar, Himalaya. India

Las morrenas de ablación configuran colinas elípticas con laderas convexas llamadas drumlins. Los drumlins son montículos alargados orientados en la dirección de la corriente. Normalmente la pendiente es más acusada aguas arriba que aguas abajo.

Desde la última glaciación (Würm) hace unos 18.000 años, los hielos no han hecho más que retroceder dejando al descubierto relieves heredados. Los relieves típicos que ha quedado exhumados son: rocas aborregadas, circos, artesas, cubetas, zonas pantanosas, lagos y turberas y todas las formas creadas por los glaciares. Cuando estas aparecen en plataformas elevadas se llaman fjell. Estos relieves, en la actualidad, no sólo aparecen en las zonas de glaciares activos, sino que se encuentra en toda la extensión que fue ocupada por los hielos durante las últimas glaciaciones.

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Fotografía aérea que muestra los glaciares Olivares α y β, en las nacientes del río del mismo nombre, al interior de la cordillera de Santiago. La carta a la derecha señala su ubicación.

A continuación se presentan las principales formas del modelado originadas por la acción de los hielos:

Principales formas de erosión de origen glacial: 1, Horn;   2, Valle Suspendido o “colgado”; 3, Circo; 4, Hombrera; 5, Artesa.

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Formas de erosión: En el esquema precedente se identifican las más importantes formas de erosión que se encuentran en un valle glacial.

Horn, se denomina al picacho que emerge por encima del nivel de la glaciación, que por su forma aguzada no pudo sostener en sus laderas el hielo y, en consecuencia no fue afectado por la erosión glacial.

Valle suspendido: es un valle glacial cuya lengua de hielo permaneció por encima de la superficie del glaciar principal, sin profundizar el fondo por no tener un nivel de base que lo llevara a socavarlo. Su “nivel de base” fue la superficie superior de la lengua principal y por eso queda a la altura de las “hombreras”.

Ventisquero Colgante en el P. N. Queulat. Undécima Región.  Foto: Alex Huber.  Copyright (c) 2002 Gotolatin

Circo: forma semicircular correspondiente a una cuenca de recepción que no emitió lengua glacial. Posee un fondo relativamente plano y su parte posterior es una pared rocosa cercana a la vertical.

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Hombreras: constituyen “bermas” testigos de la máxima altura que alcanzó el cuerpo de hielo que se desplazó a lo largo del valle. Señalan el límite superior de las laderas que el glaciar erosionó a su paso, “calibrando” el valle.

Artesa: con este nombre se denomina al valle dejado por el paso de la lengua de hielo, cuyo perfil transversal característico tiene forma de “U”.

Glaciar en las nacientes del río Cachapoal.. VI Región.El impresionante valle glacial del Río Olivares. 25 Kms de largo, entre sus nacientes y la confluencia con el río Colorado. Afluentes del Maipú.

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La fotografía muestra un típico paisaje glacial

Retroceso actual de los glaciares.

El recalentamiento global producido por la contaminación atmosférica de gases de invernadero producidos por el hombre, está derritiendo los hielos de la Antártica y de Groenlandia.

Gran parte de la Antártica y Groenlandia está rodeada por barreras de hielo flotantes, que están siendo afectadas por el aumento de la temperatura del mar, y adelgazándose rápidamente. Estas barreras hacen de soporte para los glaciares que cubren estos continentes polares, cuando esas barreras desaparecen, derretidas por el alza en la temperatura del mar generada a su vez por el calentamiento global, los glaciares aumentan su velocidad de caída y se precipitan al mar antes de lo usual, derritiéndose a su vez.

Las capas de hielos de la Antártica y Groenlandia juntas, contienen agua, en forma de hielo, suficiente como para hacer subir el nivel del mar en 70 metros.

La capa de hielo de Groenlandia pierde 50 kilómetros cúbicos de hielo al año debido al rápido adelgazamiento del hielo cerca de sus costas.

A comienzos de marzo de 2002 ocurrió una ruptura impresionante en la Antártica, al desprenderse toda la sección norte de la plataforma de hielo "Larsen B". Cerca de 3.250 kilómetros cuadrados de la plataforma se desintegraron en un período de 35 días, a partir del 31 de enero, 2002. Los fragmentos de hielo formaron miles de icebergs que ahora flotan a la deriva en el Mar de Weddell. La razón: la temperatura en el continente helado ha subido 2,5 grados Celsius en los últimos 50 años.

El volumen de hielo del Ártico disminuyó un 18% en un área de 300.000 kilómetros cuadrados entre 1976 y 1995 y el manto de hielo disminuyó su grosor medio de 6 a 4.5 metros en el mismo período.

La mayoría de los glaciares de montaña de todo el mundo ha retrocedido desde finales del siglo XIX y en el mismo período, el nivel del mar ha crecido entre 1 y 2 mm. anualmente en promedio.

Desaparición de glaciares producirá ola de sed8

La WWF -siglas de Fundación Mundial para la Protección de la Vida Silvestre, comunicó que si se apura el calentamiento global, los glaciares del mundo podrían derretirse en el plazo de cien años, dejando a miles de millones de personas con menos agua fresca y a algunos isleños sin hogar.

Se afirma que el impacto humano en el clima está derritiendo los glaciares desde los Andes al Himalayas, amenazando con la crecida del nivel del mar, que podría dejar a varias islas, como Tuvalu, bajo el agua.

"Las simulaciones proyectan que un aumento de 4,0 grados centígrados en la temperatura eliminaría casi la mitad de los glaciares del mundo para final del siglo," dijo la WWF.

WWF dijo que los países con mayor riesgo incluyen Ecuador, Perú y Bolivia, donde el agua derretida de los glaciares andinos provee a millones de habitantes durante los períodos de sequía.

Los niveles del mar podrían elevarse más si los dos casquetes de hielo más grandes del mundo, en la Antártica y en Groenlandia, se derriten.

Los glaciares son antiguos ríos de nieve compacta que se extienden en las alturas continentales, formando la superficie del planeta.

Los icebergs que se desgajan de las plataformas de hielo se derriten finalmente en las aguas más cálidas de los océanos, pero no elevan el nivel del mar. Si embargo si las grandes capas de hielo de la Antártica que se apoyan en tierra firme descargaran su masa en el océano, los niveles del mar podrían subir. Existe suficiente agua helada en la capa de hielo de la Antártica Occidental, por ejemplo, como para elevar el nivel global del mar en 6 metros (20 pies). Si llegase a derretirse, alteraría además la salinidad del agua del mar amenazando a muchas especies marinas.

     Glaciar Grinnell, en el estado de Montana, EEUU. La Fotografía de la izquierda está tomada en 1940, la otra es de 2004

8  (MILAN, 28 Noviembre, 2003 (Reuters/CNN)