Con el objeto de analizar respuestas glaciares específicas a los cambios climáticos, se han estudiado los cambios de espesor de hielo del Glaciar Casa Pangue (41º08’S), noroeste del Monte Tronador, mediante la comparación de Modelos Digitales de Elevación (DEMs) de diferentes fechas, generados de la topografía superficial adquirida de la cartografía regular (IGM), fotografías aéreas verticales y una imagen satelital ASTER.

[EN] This thesis is going to deal with the mapping and study of the two most important temperate glaciers in the Spanish Pyrenees by applying a non-destructive geophysical survey technique: GPR. The GPR by emitting electromagnetic pulses capture all internal reflections produced by subglacial and englacial elements that make up the icy bodies. It has been developed its own working procedures concatenated to process the GPR data set and get the electromagnetic parameters characteristic of these formations. The mapping of the surface of the glaciers is the base to create a whole structure of interrelated data from the uppermost layer to conclude the mapping of the basal bed. The main objective is to obtain georeferenced mapping glacier, allows us to set the location, orientation and connectivity of all structural elements supraglacial, englacial and subglacial with the geomorphology of the Pyrenees level. In order to achieve this objective, while taking the GPR data, they are supplemented by control points taken on the route of geophysical profiles with GPS technology and classic topography. Firstly, we locate the contact interfaces between materials with different electromagnetic characteristics, the interface between firn and temperate ice, and the interface thereof with the glacier bed. With data from the travel time of the wave from the transmitting antenna to reach each interface, the thickness of the firn and the depth of temperate ice are determined. Comprehensively analyzing traces and spectra of the GPR data, which is generated by the reflections of the electromagnetic wave passing through media with different dielectric properties, the values of the velocity of the electromagnetic wave is obtained, the amplitude, frequency, polarity, the dielectric constant of the medium, the density of the medium, or moisture content, presence of air bubbles, etc ... these parameters are related to each other. The second objective is proposed classification of the detected structural elements, for which the set of quantifiable data (physical parameters of the wave) is combined with the visual data or GPR radargrams (pattern reflections in electromagnetic interfaces, internal reflectors and singularities). This combination reveals the internal structure, hydrology formed by drainage channels (englacial and subglacial), cracks/fractures (in the granite plinth and ice), englacial dispersion areas, till formations or subglacial sediments, moraines (lateral, central and final), the bergschrund and specific internal reflectors, among other forms of convergence, which will get the precise location within the structures glaciers. After determining the entire internal structure of the two glaciers, we will be in a position to quantify the approximate volume of water that would be obtained after the melting of glaciers, which would go to water resources through surface runoff and groundwater. The last objective to be achieved with the completion of this thesis, it is performed a 3D modeling and sections profiles glaciers of La Maladeta and Aneto with AutoCAD and ArcGIS programs. In these it can be observed the difference in height between the surface of the glacier and basal bed and a very irregular morphology of the substrate as a result of the joint action of glacial phenomena start, abrasion and pressure. / [ES] En esta tesis se aborda el cartografiado y estudio de los dos glaciares templados más importantes del pirineo español mediante la aplicación de la técnica no destructiva de prospección geofísica: georradar. El georradar mediante la emisión de pulsos electromagnéticos captura todas las reflexiones internas producidas por los elementos endoglaciares y subglaciares que conforman los cuerpos helados. Se han elaborado unos procedimientos de trabajo propios concatenados, para procesar el conjunto de datos georradar y obtener los parámetros electromagnéticos característicos de dichas formaciones. El cartografiado de la superficie de los glaciares es la base, para crear toda una estructura de datos interrelacionados desde la capa más superficial hasta concluir con el cartografiado del lecho basal. El principal objetivo es la obtención de la cartografía glaciar georreferenciada, de modo que permita establecer la ubicación, orientación y conectividad de todos los elementos estructurales a nivel supraglaciar, endoglaciar y subglaciar con la geomorfología de la zona pirenaica. Con el fin de cumplir este objetivo, durante la toma de datos con el georradar, éstos se complementan con puntos de control tomados sobre el trazado de los perfiles geofísicos con la tecnología GPS y por topografía clásica. Primeramente se localizan las interfaces de contacto entre materiales con distintas características electromagnéticas, la interfaz entre la neviza/firn y el hielo templado, y la interfaz de éste con el lecho glaciar. Con los datos del tiempo de recorrido de la onda desde la antena emisora hasta alcanzar cada interfaz, se determinan los espesores de la neviza/firn y la profundidad del hielo templado. Analizando exhaustivamente las trazas y espectros de los datos georradar, que se generar por las reflexiones de la onda electromagnética al atravesar medios con distintas propiedades dieléctricas, se obtienen los valores de la velocidad de la onda electromagnética, la amplitud, la frecuencia, la polaridad, la constante dieléctrica del medio, la densidad del medio, contenido o grado de humedad, presencia de burbujas de aire, etc¿estos parámetros se encuentran relacionados entre ellos. El segundo objetivo propuesto es la clasificación de los elementos estructurales detectados, para ello se combina el conjunto de datos cuantificables (parámetros físicos de la onda), con los datos visuales de las secciones georradar o radargramas (patrón de reflexiones en las interfaces electromagnéticas, reflectores internos y singularidades). Esta combinación desvela la estructura interna, la hidrología formada por los canales de drenaje (endoglaciar y subglaciar), las grietas/fracturas (tanto en el zócalo granítico como en el hielo), las zonas de dispersión endoglaciar, las formaciones de till o sedimentos subglaciares, las morrenas (laterales, centrales y finales), la rimaya y los reflectores internos puntuales, entre otras formas de convergencia, de los cuales se obtendrá la localización precisa dentro de las estructuras glaciares. Una vez determinada toda la estructura interna de ambos glaciares, estaremos en posición de cuantificar el volumen de agua aproximado que se obtendría después del deshielo de los glaciares, que pasaría a los recursos hídricos mediante la escorrentía superficial y la subterránea. El último objetivo que se desea conseguir con la realización de esta tesis es realizar el modelado 3D y las secciones de los perfiles de los glaciares de La Maladeta y Aneto con los programas AutoCad y ArcGis. En estos se observa la diferencia en cota entre la superficie del glaciar y el lecho basal, así como una morfología del sustrato muy irregular como consecuencia de la actuación conjunta de los fenómenos de arranque glaciar, abrasión y empuje. / [CAT] En aquesta tesi s'aborda el cartografiat i estudi de les dues glaceres temperades més importants dels Pirineus espanyols mitjançant l'aplicació de la tècnica no destructiva de prospecció geofísica: el georadar. El georadar, mitjançant l'emissió de polsos electromagnètics, captura totes les reflexions internes produïdes pels elements endoglacials i subglacials que conformen els cossos gelats. S'han elaborat uns procediments de treball propis concatenats, per a processar el conjunt de dades del georadar i obtenir els paràmetres electromagnètics característics d'aquestes formacions. El cartografiat de la superfície de les glaceres és la base per a crear tota una estructura de dades interrelacionades, des de la capa més superficial fins a concloure amb el cartografiat del llit basal. El principal objectiu és l'obtenció de la cartografia glacial georreferenciada ens permet establir la ubicació, l'orientació i la connectivitat de tots els elements estructurals a nivell supraglacial, endoglacial i subglacial amb la geomorfologia de la zona pirinenca. Amb la finalitat de complir aquest objectiu, durant la presa de dades amb el georadar, aquestes es complementen amb punts de control presos sobre el traçat dels perfils geofísics amb la tecnologia GPS i per topografia clàssica. Primerament es localitzen les interfícies de contacte entre materials amb diferents característiques electromagnètiques, la interfície entre la neu de glacera (firn) i el gel temperat, i la interfície d'aquest amb el llit glacial. Amb les dades del temps de recorregut de l'ona des de l'antena emissora fins a assolir cada interfície, es determinen els gruixos de la neu de glacera i la profunditat del gel temperat. Analitzant exhaustivament les traces i espectres de les dades del georadar -que es generen per les reflexions de l'ona electromagnètica en travessar mitjans amb diferents propietats dielèctriques- s'obtenen els valors de la velocitat de l'ona electromagnètica, l'amplitud, la freqüència, la polaritat, la constant dielèctrica del mitjà, la densitat del mitjà, el contingut o el grau d'humitat, la presència de bombolles d'aire, etc. Aquests paràmetres es troben relacionats entre si. El segon objectiu proposat és la classificació dels elements estructurals detectats, per a això es combina el conjunt de dades quantificables (paràmetres físics de l'ona) amb les dades visuals de les seccions del georadar o les imatges de radar (patró de reflexions en les interfícies electromagnètiques, reflectors interns i singularitats). Aquesta combinació desvela l'estructura interna, la hidrologia formada pels canals de drenatge (endoglacial i subglacial), les esquerdes/fractures (tant en el sòcol granític com en el gel), les zones de dispersió endoglacial, les formacions de til o sediments subglacials, les morrenes (laterals, centrals i terminals), la rimaia i els reflectors interns puntuals, entre altres formes de convergència, dels quals s'obtindrà la localització precisa dins de les estructures glacials. Una vegada determinada tota l'estructura interna d'ambdues glaceres, estarem en posició de quantificar el volum d'aigua aproximat que s'obtindria després del desglaç de les glaceres, que passaria als recursos hídrics mitjançant el vessament superficial i subterrani. L'últim objectiu que es vol aconseguir amb la realització d'aquesta tesi es realitza el modelatge en 3D i les seccions dels perfils de les glaceres de la Maladeta i l'Aneto amb els programes AutoCad i ArcGis. En aquests s'observa la diferència en cota entre la superfície de la glacera i el llit basal, així com una morfologia del substrat molt irregular com a conseqüència de l'actuació conjunta dels fenòmens d'arrencada glacial, abrasió i empenta. / Jiménez Vaquero, C. (2016). CARTOGRAFIADO DE LA MORFOLOGÍA SUBGLACIAR DE LA MALADETA Y ANETO MEDIANTE GEORRADAR [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62211 / TESIS

Aquesta Tesi Doctoral està centrada en la reconstrucció de les condicions climàtiques del passat a la conca occidental del Mediterrani, i més concretament en l’estudi de l’efecte de la variabilitat climàtica d’escala orbital i mil•lenària sobre les condicions oceanogràfiques de la conca. El treball es basa en l’anàlisi i interpretació de dades de indicadors sedimentològics, com ara la mida de gra i la composició elemental dels sediments, d’on s’ha obtingut informació sobre els canvis en les aportacions terrígenes induïts per la variabilitat climàtica i oceanogràfica de la conca, reflectida en canvis del nivell del mar o de la circulació termohalina. Hom ha pogut investigar els canvis del nivell del mar associats als cicles glacials mitjançant l’estudi de les variacions en la mida de gra de les partícules sedimentàries i en la composició elemental d’un testimoni del marge progradant del Golf de Lleó. Les variacions eustàtiques del nivell del mar han determinat l’apilament d’unitats sedimentaries regressives en el talús superior amb una ciclicitat de 100 ka. Els canvis en el nivell del mar han modulat la sedimentació en el marge, la qual va oscil•lar entre aportacions principalment fluvials durant els períodes glacials coincidint amb nivells del mar baixos, i aportacions degudes a la reactivació de processos erosius a la plataforma continental com les Cascades d’Aigües Denses de Plataforma durant les èpoques amb nivell del mar alt corresponents als períodes interglacials. L’estudi de l’Estadi Isotòpic Marí 3, entre 65 i 20 ka, caracteritzat per condicions climàtiques fluctuants de escala mil•lenària, ens hauria d’ajudar a entendre com el clima es comporta sota condicions canviants ràpides i per lo tant pot ser clau per entendre millor el ràpid canvi climàtic induït per l’ésser humà. Les variacions de la mida de gra durant aquest període en el marge del Golf de Lleó han revelat per primera vegada l’existència d’oscil•lacions del nivell del mar d’escala mil•lenària associades a la variabilitat climàtica dels cicles de Dansgaard-Oeschger observats a l’Atlàntic Nord. Nivells del mar relativament alts s’associen a les fases càlides dels cicles de Dansgaard-Oeschger. Aquests resultats mostren una ràpida resposta dels casquets polars a la variabilitat climàtica ràpida del darrer període glacial. Resta per identificar, però, amb precisió el inici d’aquestes pujades del nivell del mar i la seva amplitud. La circulació termohalina del Mediterrani occidental també s’ha vist afectada per les oscil•lacions climàtiques dels cicles de Dansgaard-Oeschger durant l’Estadi Isotòpic Marí 3. Els resultats confirmen que la circulació profunda del Mediterrani occidental funcionà de manera asincrònica respecte a la Circulació de Retorn de l’Atlàntic Nord durant els cicles de Dansgaard-Oeschger. Aquest fet posa de manifest la rapidesa en la transmissió de la variabilitat climàtica entre latituds altes i intermèdies, probablement induïda per un mecanisme de teleconnexió atmosfèrica similar a l’actual Oscil•lació de l’Atlàntic Nord. Tot i així, la circulació profunda del Mediterrani occidental també fou modulada per canvis en la hidrologia de la conca. A l’Holocè hom ha identificat igualment una sèrie d’esdeveniments de curta durada de intensificació de la circulació termohalina, els quals mostren una ciclicitat d’uns 1000 anys. Hom ha pogut correlacionar aquest esdeveniments amb altres observats a l’Atlàntic Nord i en altres regions del planeta, fet que confirma que les reorganitzacions ràpides del sistema climàtic són també comuns en els períodes interglacials. / This PhD Thesis focuses on the reconstruction of past climatic conditions in the Western Mediterranean Basin, and more precisely on the study of the impact of climate variability at orbital and millennial time scales over oceanographic conditions. The work relies on the study of sedimentological proxies like grain-size and elemental geochemical composition of the sediments for unravelling the changes in terrigenous supplies led by oscillations in climate and oceanographic conditions, namely sea level fluctuations and changes in the termohaline circulation of the Western Mediterranean Sea. Sea level changes associated with glacial cycles have been investigated by analysing the oscillations in grain-size and geochemical composition of the sediment records from the progradational Gulf of Lion margin. Eustatic sea level oscillations have determined stacking of regressive progradational units in the upper slope following a 100 kyr cyclicity. Sea level fluctuations have modulated sediment accumulation over this margin, with a succession of periods dominated by high fluvial supplies, and periods characterized by the reactivation of erosive processes in the continental shelf such as Dense Shelf Water Cascading during glacial lowstands and interglacial highstands, respectively. The study of climate variability during Marine Isotope Stage 3, between 65 and 20 ka, characterized by rapid climate fluctuations of millennial time scales, may help us to understand how the climate behaves when undergoing rapid changes and therefore might also further increase our understanding of rapid, anthropogenic climate change. The high-resolution study of grain-size oscillations during Marine Isotopic Stage 3 in the Gulf of Lion margin has shown by the first time the occurrence of millennial scale sea level fluctuations associated with climate variability during the Dansgaard-Oeschger cycles identified in the North Atlantic region. Relative high sea level has been observed to occur during warm interstadials of the Dansgaard-Oeschger cycles. These results point to a rapid response of the ice sheets to climate variability during the last glacial period. However, the precise timing and the amplitude of these millennial-scale sea level rises are still to be determined. The termohaline circulation of the Western Mediterranean Sea has been affected by Dansgaard-Oeschger climate oscillations during Marine Isotopic Stage 3 too, as determined by the study carried out in the IMAGES core MD99-2343 offshore Minorca island. Our results show that during Dansgaard-Oeschger cycles the circulation of deep-water masses in the Western Mediterranean was not synchronized with the Atlantic Meridional Overturning Circulation. This confirms the rapid transmission of climate variability between high and mid-latitudes, likely induced by an atmospheric mechanism similar to the present-day North Atlantic Oscillation. Hydrological oscillations within the basin further modulated the termohaline circulation in the Western Mediterranean Sea. During the Holocene a series of short-lived events of enhanced deep-water circulation have been identified to occur with a cyclicity close to 1000 yr, which have been correlated to relatively cold periods recently recognized from the North Atlantic region and in other regions of the world. These results confirm that rapid reorganizations of the climate system usually ascribed to glacial stages are also a common feature during interglacial periods.

Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias, Mención Geología / La variabilidad del clima durante el último milenio (A.D 1000 - 2000), permitió que diversos glaciares de montaña a escala global hayan experimentado su máximo crecimiento en térmi- nos de su masa, respecto a actuales condiciones. Las causas climáticas de este crecimiento glaciar se relacionan con La Pequeña Edad de Hielo (PEH; A.D 1500 - 1850). Este periodo de interés paleoclimático global ha sido bien documentado en el hemisferio Norte, contrario al hemisferio Sur.. Más aún, existe un desconocimiento profundo acerca de cómo, mecanismos climáticos que actualmente afectan el clima de regiones como los Andes Mediterráneos de Chile y Argentina (AM; 30-37 S), como El Niño Oscilación del Sur, hayan afectado el balance de masa glaciar y las variaciones temporales de la línea de equilibrio altitudinal (ELA) duran- te dicho intervalo. La PEH es un antónimo a lo que acontece actualmente con los glaciares de montaña, donde en regiones como los AM diversos estudios han identificado un severo retroceso. El balance de masa glaciar (MB) y su ELA está influenciado por los cambios en la temperatura del aire, elevación de la Isoterma de 0C y las precipitaciones. La presente tesis doctoral consta de dos capítulos y un capítulo introductorio. Un primer capítulo exhibe las tendencias de las variables climáticas que actúan directamente sobre el MB, y mencionadas anteriormente. Un segundo capítulo, presenta una modelación de la ELA durante A.D 1500 - 1848 mediante un modelo forzado por tres modelos climáticos globales (GCMs). Se estudió las relaciones entre las variaciones temporales en la Temperatura Superficial del Mar (SST) del Océano Pacífico y la variabilidad temporal de la ELA. La temperatura media se ha in- crementado significativamente durante enero, febrero, marzo, y desde agosto a noviembre, considerando 1969 - 2016. La temperatura mínima, por su parte, se ha incrementado signifi- cativamente durante enero y mayo, mientras que la temperatura máxima, excepto en mayo, julio y septiembre, se ha incrementado significativamente durante 1969 - 2015. La isoterma de 0oC (ISO0) registró un incremento significativo en enero, marzo y anual durante 1858 - 2015. Tendencias en la ISO0 (años 2000 - 2015) exhiben un incremento significativo durante enero, mayo, junio y agosto. La precipitación (pp) de abril a septiembre registró una ne- gativa y significativa tendencia desde 1876, con reducciones significativas durante los meses de mayo, junio y julio. Entre 1981 - 2015, una significativa reducción ha sido registrada en la pp de abril a agosto. La ELA anual durante la PEH registró una elevación de 3775 m. Una menor elevación de la ELA fue identificada durante A.D 1640 - 1670 y 1800 - 1948. Contrariamente, una mayor elevación de la ELA fue identificada durante A.D 1550 - 1575. Propiedades espectrales de la ELA modelada indican significativas señales de entre 2 - 7 años de periodicidad, y también señales decadales a multi decadales. Significativas señales espec- trales fueron también obtenidas con el primer modo de variabilidad de la SST región Niño 3.4. Además, correlaciones significativas fueron obtenidas entre la ELA anual y la SST en la región Pacífico. Se propone que la variabilidad de la SST del océano Pacífico fue el principal modulador de los cambios temporales de la ELA en los AM durante A.D 1500 - 1848.