Geomorphology and surface landforms distribution in selected ice-free areas in the South Shetland Islands, Northern Antarctic Peninsula region

Jerónimo López Martínez; Thomas Schmid Sutter; Enrique Serrano Cañadas; S. Mink; Ana Nieto; S. Guillaso

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Geomorphology and surface landforms distribution in selected ice-free areas in the South Shetland Islands, Northern Antarctic Peninsula region

J. López-Martínez ^[1] ; T. Schmid ^[2] ; E. Serrano Cañadas ^[3] ; S. Mink ^[1] ^[4] ; A. Nieto ^[1] ; S. Guillaso ^[5]
1. [1] Universidad Autónoma de Madrid
  
  Universidad Autónoma de Madrid
  
  Madrid, España
2. [2] Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas
  
  Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas
  
  Madrid, España
3. [3] Universidad de Valladolid
  
  Universidad de Valladolid
  
  Valladolid, España
4. [4] Instituto Geológico y Minero de España
  
  Instituto Geológico y Minero de España
  
  Madrid, España
5. [5] Technical University of Berlin
  
  Technical University of Berlin
  
  Berlin, Stadt, Alemania
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Localización: Cuadernos de investigación geográfica: Geographical Research Letters, ISSN-e 1697-9540, ISSN 0211-6820, Vol. 42, Nº 2, 2016, págs. 435-455
Idioma: inglés
Títulos paralelos:
- Geomorfología y distribución de formas de relieve en una selección de áreas libres de hielo en las Islas Shetland del Sur, región septentrional de la Península Antártica
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Resumen
- español
  Las zonas descubiertas de hielo suponen una pequeña proporción del territorio de las Islas Shetland del Sur. Sin embargo, son importantes por contener ecosistemas muy sensibles a los cambios ambientales y estar situadas en una región que experimenta un rápido calentamiento. En dichas zonas son dominantes los procesos y formas de origen periglaciar, glaciar, fluvial y litoral, siendo frecuente la presencia de permafrost. Existe desarrollo de suelos, aunque el recubrimiento de vegetación es muy limitado y disperso, y ligado a la geomorfología. La cartografía y el seguimiento de las áreas libres de hielo tiene considerable importancia al ser muy sensibles al cambio climático. El objetivo de este trabajo es caracterizar y cartografiar las formas de la superficie del terreno en áreas libres de hielo, usando métodos tradicionales y técnicas avanzadas de teledetección. Varios mapas topográficos y geomorfológicos fueron elaborados inicialmente mediante mediciones y observaciones de campo, complementadas con la interpretación de fotografías aéreas a escalas de 1:2000 a 1:25000. Posteriormente, al estar disponibles datos de satélite, se han incorporado en el método de trabajo para determinar la distribución de formas de relieve. En el ambiente antártico, el uso de Radar de Apertura Sintética (SAR) es particularmente útil al poder ser empleado con cualquier tiempo meteorológico y durante día y noche. Se han empleado datos polarimétricos de SAR RADARSAT-2 para determinar siete diferentes clases de superficie del terreno en áreas libres de hielo alrededor de Maxwell Bay (Isla Rey Jorge). Las técnicas de teledetección SAR pueden ser aplicadas con éxito para determinar diferentes formas de relieve de origen periglaciar, fluvial, glaciar, litoral y también litológicas. Los datos de la Península Fildes han sido usados para ensayar un clasificador supervisado para cartografiar otras áreas alrededor de Maxwell Bay. En este caso, las zonas libres de hielo alrededor de Maxwell Bay muestran claramente un predominio de las formas y procesos periglaciares. Por lo tanto, estas técnicas pueden ser usadas para comparar resultados anteriores y futuros, y hacer un seguimiento de las áreas afectadas por cambios ambientales o crecientes actividades humanas.
- English
  Ice-free areas cover a small percentage of the land in the South Shetland Islands. However, they are significant as they contain ecosystems highly sensitive to environmental changes and are located within a region affected by global warming. These areas are dominated by periglacial, glacial, fluvial, and coastal processes and landforms, where permafrost is often present. Soil development is observed although vegetation cover is sparse and closely related to the geomorphology. The mapping and monitoring of ice-free areas is important as they are highly sensitive to climate change. The objective of this study was to characterize and map surface landforms in ice-free areas using traditional mapping methods as well as advanced remote sensing techniques. Geomorphological and topographical maps were initially obtained through field measurements and observations, and complemented with existing aerial photography at scales between 1:2000 and 1:25000. Thereafter, satellite-borne data became available and were included in the methodology to further determine the distribution of the landforms. In the Antarctic environment, Synthetic Aperture Radar (SAR) provides the most reliable images as data can be obtained in any weather conditions as well as during the day and night. Fully polarimetric SAR RADARSAT-2 were used to determine seven different terrain classes representing surface landforms in ice-free areas around Maxwell Bay (King George Island). The SAR remote sensing techniques were successfully applied to identify different periglacial, fluvial, glacial, coastal, as well as lithological landforms. Field data from Fildes Peninsula were used to train a supervised classifier to map further areas around Maxwell Bay. In this case, the ice-free areas around Maxwell Bay clearly show the dominance of periglacial landforms and processes. Therefore, these techniques can be used to compare past and future results and to monitor areas affected by changing environmental factors and increasing human activities.