Hielo de ancla

El hielo ancla es definido por la Organización Meteorológica Mundial como "hielo sumergido adherido o anclado al fondo, independientemente de la naturaleza de su formación". También puede ser llamado hielo fijo de fondo. El hielo ancla se observa más comúnmente en ríos de corriente rápida durante períodos de frío extremo, en las desembocaduras de ríos que desembocan en aguas marinas muy frías, en las zonas submareales o intermareales poco profundas durante o después de las tormentas cuando la temperatura del aire está por debajo del punto de congelación del agua, y en las zonas submareales de la Antártida a lo largo de plataformas de hielo o cerca de lenguas glaciares flotantes, y en lagos poco profundos.

El hielo de anclaje generalmente se forma en ríos de corriente rápida durante períodos de frío extremo. Debido al movimiento del agua, la capa de hielo puede no formarse de manera uniforme y el agua alcanzará rápidamente su punto de congelación debido a la mezcla y el contacto con la atmósfera. Las plaquetas de hielo generalmente se forman muy rápidamente en la columna de agua y en objetos sumergidos una vez que las condiciones son óptimas para la formación de hielo de anclaje. El hielo de anclaje en los ríos tiende a estar compuesto de numerosos cristales pequeños que se adhieren entre sí en pequeñas masas floculantes. El hielo de anclaje en los ríos puede afectar gravemente a las centrales hidroeléctricas al reducir significativamente el flujo o detener las turbinas por completo.

Otra forma de hielo de anclaje puede observarse en las desembocaduras de los ríos del Ártico, donde el agua dulce se filtra desde el lecho del río hacia el océano a través del sedimento. El hielo de anclaje se forma si el agua del mar está por debajo del punto de congelación del agua del río.

Los lagos de tundra poco profundos pueden presentar hielo anclado con un comportamiento específico. Los lagos en la parte sudoeste de Nunavut, Canadá, generalmente se congelan hasta el fondo cuando el nivel del agua es bajo. En algunos casos, el agua de deshielo primaveral fluye hacia el lago debajo de la capa de hielo, que se vuelve abovedada dejando un anillo deprimido en forma de "pista de carreras" alrededor de la orilla donde también se acumula el agua de deshielo. La capa de hielo permanece fija al fondo hasta que la fuerza de flotabilidad excede la unión de congelación. En el último momento, la capa de hielo se desprende abruptamente del fondo para formar una capa plana. En otros casos, el hielo anclado se sumerge completamente en el agua de deshielo y pueden formarse agujeros en toda la capa de hielo. Cuando la capa finalmente se levanta del fondo, el agua de deshielo acumulada en la superficie es expulsada a través de estos agujeros con suficiente fuerza para crear pequeños cráteres en el fondo del lago donde es blando (arena o limo). Este fenómeno de chorro descendente se describió anteriormente para los deltas del mar de Beaufort, donde fueron causados por la flotabilidad periódica de las mareas del hielo agujereado.

El hielo de anclaje puede formarse en las zonas intermareales o submareales poco profundas durante las tormentas en climas fríos, cuando las capas superiores de la columna de agua se agitan por los fuertes vientos o las olas. Este tipo de hielo de anclaje se puede encontrar principalmente en el Ártico, donde se puede observar que el hielo sumergido cubre completamente el sustrato a profundidades de hasta 2 m, con alguna capa de hielo de anclaje observada a más de 4,5 m de profundidad.

El hielo de ancla antártico es quizás uno de los fenómenos más interesantes de formación de hielo en el entorno marino. El mecanismo general de su formación se supone comúnmente como el siguiente:

• Las aguas superficiales antárticas se ven obligadas a fluir por debajo de una gran masa de hielo flotante (la plataforma de hielo o la lengua glaciar) debido a los movimientos de marea o la circulación normal del océano.
• El agua superficial derrite la parte inferior de la masa de hielo, causando un ligero refrigerio del agua que lleva la temperatura del agua en equilibrio con el punto de congelación in situ a profundidad.
• El agua, en su punto de congelación a profundidad (menos más bajo que el punto de congelación en la superficie debido al efecto de presión en el punto de congelación), se amontona desde debajo de la masa flotante de hielo y puede elevarse hacia la superficie debido a una variedad de factores.
• A medida que el agua aumenta el punto de congelación in situ aumenta, dejando el agua ligeramente enfriada. El supercooling se ve aliviado por la formación de cristales de hielo microscópicos en la columna de agua.
• Los cristales de hielo pueden coalescear o adherirse a objetos sumergidos, incluyendo organismos marinos, rocas, estructuras artificiales u otras formaciones de hielo como el hielo marino, el pie de hielo, glaciares flotantes o icebergs.

Los cristales de hielo ancla en la Antártida tienen generalmente la forma de plaquetas circulares delgadas de 2 a 10 cm de diámetro. Grandes masas de cristales con orientación irregular forman formaciones de hielo ancla, que pueden alcanzar los 4 m de diámetro cuando están adheridas a grandes objetos inamovibles en el fondo del mar.

El hielo de anclaje que se forma en la parte inferior del hielo marino se suele denominar hielo de plaquetas o de congelación, y puede ser difícil de distinguir del que se forma debido al enfriamiento de la capa de hielo marino por las condiciones atmosféricas frías.

Se cree que el hielo anclado es relativamente común en la Antártida, debido a las grandes plataformas de hielo que ocupan muchas áreas de la costa continental. Los estudios y observaciones de la formación de hielo anclado en el estrecho de McMurdo, en la Antártida, han demostrado que el fenómeno provoca regularmente la formación de hielo en el fondo marino a profundidades de aproximadamente 15 m, y rara vez a profundidades de aproximadamente 30 m.

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  Los estantes de hielo pueden causar la formación de agua de mar super refrigerada y hielo de ancla.
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  Hielo de anclaje creciendo en una cuerda.

Especialmente en la Antártida, el hielo de anclaje ha sido implicado en la zonificación drástica de la fauna submareal. Muchos animales se ven directamente afectados por el crecimiento de hielo de anclaje, y se ha demostrado que ciertas esponjas desarrollan fácilmente hielo de anclaje y que éste las daña. El hielo de anclaje también puede crecer en objetos animados o inanimados y levantarlos del fondo marino. En la Antártida, esto probablemente resultará en la muerte de un organismo, ya que durante gran parte del año el océano está cubierto por hielo marino anual, y es probable que el organismo se incorpore a éste.

Se han encontrado muchos organismos en la superficie de las plataformas de hielo en ciertos lugares de la Antártida, probablemente debido al fenómeno de la formación de hielo en forma de ancla:

• El organismo acumula hielo de anclaje mientras se baña en agua supercoolada.
• El organismo se vuelve positivamente boyante debido a la acumulación de hielo, y se levanta del suelo del mar.
• El organismo flota en la parte inferior de la cubierta de hielo o hielo marino donde se congela.
• La ablación de la superficie de la cubierta de hielo y el crecimiento adicional de hielo en la parte inferior dará lugar a que el organismo sea transportado "a través" del hielo y "depuesto" en la superficie, en gran parte intacto.

• Hielo rápido

• Formación de hielo anclado y rafting en ríos: Una visita de vídeo
• Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Ground-ice" . Encyclopædia BritannicaVol. 12 (11a edición). Cambridge University Press. pp. 624-625.