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Playa elevada

Playa elevada y terrazas marinas en la playa de Water Canyon. Una playa elevada, que ahora se encuentra a 4 metros (13 pies) por encima de la marea alta, formó la Cueva del Rey ...

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Playa elevada y terrazas marinas en la playa de Water Canyon.
Una playa elevada, que ahora se encuentra a 4 metros (13 pies) por encima de la marea alta, formó la Cueva del Rey , en Arran, debajo de una playa elevada anterior que tenía unos 30 metros (98 pies) de altura.  

Una playa elevada , terraza costera, [ 1 ] o línea costera elevada es una superficie relativamente plana, horizontal o ligeramente inclinada de origen marino, [ 2 ] generalmente una antigua plataforma de abrasión que se ha elevado fuera de la esfera de actividad de las olas (a veces llamada "banco"). Por lo tanto, se encuentra por encima o por debajo del nivel del mar actual , dependiendo del momento de su formación. [ 3 ] [ 4 ] Está delimitada por una pendiente ascendente más pronunciada en el lado terrestre y una pendiente descendente más pronunciada en el lado marino [ 2 ] (a veces llamada "elevador"). Debido a su forma generalmente plana, se utiliza a menudo para estructuras antropogénicas como asentamientos e infraestructura . [ 3 ]

Una playa elevada es una forma de relieve costero emergente . Las playas elevadas y las terrazas marinas son playas o plataformas de abrasión marina que se elevan sobre la línea de costa debido a un descenso relativo del nivel del mar . [ 5 ]

Acantilados marinos relictos en King's Cave, en la costa suroeste de Arran.

En todo el mundo, una combinación de elevación costera tectónica y fluctuaciones del nivel del mar durante el Cuaternario ha dado como resultado la formación de secuencias de terrazas marinas, la mayoría de las cuales se formaron durante períodos interglaciales de alto nivel del mar separados que pueden correlacionarse con etapas isotópicas marinas (MIS). [ 6 ]

Una terraza marina suele conservar un ángulo de línea de costa o borde interior, que corresponde al punto de inflexión de la pendiente entre la plataforma de abrasión marina y el paleoacantilado marino asociado. El ángulo de la línea de costa representa la línea de costa máxima de una transgresión y, por lo tanto, un paleonivel del mar.

Morfología

terrazas marinas
Secuencia típica de terrazas marinas erosivas  . 1) acantilado/rampa de bajamar con sedimentación, 2) plataforma costera  moderna (de erosión/abrasión) , 3)  muesca/borde interior, ángulo de la línea de costa moderna, 4) acantilado  marino moderno , 5) plataforma costera antigua (de erosión/abrasión) , 6) ángulo de la paleolínea de costa, 7) paleoacantilado marino, 8) depósitos de cobertura de terraza/depósitos marinos, coluvión , 9) abanico aluvial , 10) acantilado marino y plataforma costera erosionados y cubiertos , 11) paleonivel del mar I, 12) paleonivel del mar II. – según varios autores [ 1 ] [ 3 ] [ 7 ] [ 8 ]            

La plataforma de una terraza marina suele tener una pendiente entre 1° y 5° dependiendo del rango de marea anterior con, comúnmente, un perfil lineal a cóncavo. El ancho es bastante variable, alcanzando hasta 1000 metros (3300 pies) , y parece diferir entre los hemisferios norte y sur . [ 9 ] Las caras del acantilado que delimitan la plataforma pueden variar en pendiente dependiendo de los roles relativos de los procesos marinos y subaéreos . [ 10 ] En la intersección de la antigua plataforma costera (de corte/abrasión de olas) y la cara del acantilado ascendente, la plataforma comúnmente conserva un ángulo de línea de costa o borde interior (muesca) que indica la ubicación de la línea de costa en el momento de máxima intrusión marina y, por lo tanto, un paleonivel del mar . [ 11 ] Las plataformas subhorizontales generalmente terminan en un acantilado de bajamar, y se cree que la aparición de estas plataformas depende de la actividad de las mareas. [ 10 ] Las terrazas marinas pueden extenderse por varias decenas de kilómetros paralelas a la costa . [ 3 ] 

Las terrazas más antiguas están cubiertas por materiales marinos y/o aluviales o coluviales , mientras que los niveles superiores de las terrazas suelen estar menos conservados. [ 12 ] Si bien las terrazas marinas en áreas con tasas de elevación relativamente rápidas (>  1  mm/año) a menudo pueden correlacionarse con períodos o etapas interglaciales individuales , aquellas en áreas con tasas de elevación más lentas pueden tener un origen policíclico con etapas de retorno de los niveles del mar después de períodos de exposición a la meteorización . [ 2 ]

Las terrazas marinas pueden estar cubiertas por una amplia variedad de suelos con historias complejas y edades diferentes. En áreas protegidas, se pueden encontrar materiales parentales arenosos alóctonos provenientes de depósitos de tsunamis . Los tipos de suelo comunes que se encuentran en las terrazas marinas incluyen planosoles y solonetz . [ 13 ]

Formación

Actualmente se cree que las terrazas marinas se forman durante los períodos de alto nivel separados de las etapas interglaciales correlacionadas con las etapas isotópicas marinas (MIS). [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

Causas

Reconstrucción del nivel del mar
Comparación de dos reconstrucciones del nivel del mar durante los últimos 500 millones  de años. La escala de cambio durante la última transición glacial/interglacial se indica con una barra negra.

La formación de terrazas marinas está controlada por cambios en las condiciones ambientales y por la actividad tectónica durante épocas geológicas recientes . Los cambios en las condiciones climáticas han dado lugar a oscilaciones eustáticas del nivel del mar y movimientos isostáticos de la corteza terrestre , especialmente con las transiciones entre períodos glaciales e interglaciales .

Los procesos de eustasia dan lugar a fluctuaciones glacioeustáticas del nivel del mar debido a cambios en el volumen de agua de los océanos y, por consiguiente, a regresiones y transgresiones de la línea de costa. En los momentos de máxima extensión glacial durante el último período glacial , el nivel del mar era aproximadamente 100 metros (330 pies) más bajo que en la actualidad. Los cambios eustáticos del nivel del mar también pueden ser causados ​​por cambios en el volumen de vacío de los océanos, ya sea por sedimentoeustasia o tectonoeustasia. [ 19 ] 

Los procesos de isostasia implican el levantamiento de las cortezas continentales junto con sus costas. Actualmente, el proceso de ajuste isostático glacial se aplica principalmente a las áreas glaciadas del Pleistoceno . [ 19 ] En Escandinavia , por ejemplo, la tasa actual de levantamiento alcanza hasta 10 milímetros (0,39 pulgadas) por año. [ 20 ] 

En general, las terrazas marinas eustáticas se formaron durante los niveles altos del mar separados de las etapas interglaciales [ 19 ] [ 21 ] y pueden correlacionarse con las etapas isotópicas de oxígeno marino (MIS) . [ 22 ] [ 23 ] Las terrazas marinas glacioisostáticas se crearon principalmente durante los niveles estables del levantamiento isostático . [ 19 ] Cuando la eustasia fue el factor principal para la formación de terrazas marinas, las fluctuaciones del nivel del mar derivadas pueden indicar cambios climáticos anteriores . Esta conclusión debe tratarse con cuidado, ya que los ajustes isostáticos y las actividades tectónicas pueden ser ampliamente sobrecompensados ​​por un aumento eustático del nivel del mar. Por lo tanto, en áreas con influencias tanto eustáticas como isostáticas o tectónicas , el curso de la curva del nivel relativo del mar puede ser complicado. [ 24 ] Por consiguiente, la mayoría de las secuencias de terrazas marinas actuales se formaron por una combinación de levantamiento costero tectónico y fluctuaciones del nivel del mar del Cuaternario .

Los levantamientos tectónicos abruptos también pueden generar escalones de terraza marcados, mientras que los cambios suaves del nivel relativo del mar pueden no dar lugar a terrazas evidentes, y sus formaciones a menudo no se denominan terrazas marinas. [ 11 ]

Procesos

Las terrazas marinas suelen ser resultado de la erosión marina a lo largo de costas rocosas [ 2 ] en regiones templadas debido a los ataques de las olas y los sedimentos transportados por ellas. La erosión también se produce en relación con la meteorización y la cavitación . La velocidad de erosión depende en gran medida del material de la costa (dureza de la roca [ 10 ] ), la batimetría y las propiedades del lecho rocoso , y puede variar desde unos pocos milímetros por año para rocas graníticas hasta más de 10 metros (33 pies) por año para eyecciones volcánicas . [ 10 ] [ 25 ] El retroceso del acantilado marino genera una plataforma costera (de corte de olas/abrasión) mediante el proceso de abrasión . Un cambio relativo en el nivel del mar conduce a regresiones o transgresiones y, finalmente, forma otra terraza (terraza de corte marino) a una altitud diferente, mientras que las muescas en la cara del acantilado indican breves periodos de estabilidad. [ 25 ] 

Se cree que la pendiente de la terraza aumenta con el rango de mareas y disminuye con la resistencia de la roca. Además, la relación entre el ancho de la terraza y la resistencia de la roca es inversa, y mayores tasas de elevación y subsidencia, así como una mayor pendiente del terreno circundante, aumentan el número de terrazas formadas durante un período determinado. [ 26 ]

Además, las plataformas costeras se forman por denudación y las terrazas marinas surgen de la acumulación de materiales removidos por la erosión costera . [ 2 ] Por lo tanto, una terraza marina puede formarse tanto por erosión como por acumulación. Sin embargo, existe un debate en curso sobre el papel de la erosión de las olas y la meteorización en la formación de plataformas costeras. [ 10 ]

Las plataformas arrecifales o arrecifes de coral elevados son otro tipo de terraza marina que se encuentra en las regiones intertropicales. Son el resultado de la actividad biológica, el avance de la línea costera y la acumulación de materiales arrecifales . [ 2 ]

Si bien una secuencia de terrazas puede datar de cientos de miles de años, su degradación es un proceso bastante rápido. Una transgresión más profunda de los acantilados hacia la línea de costa puede destruir terrazas anteriores; pero las terrazas más antiguas pueden estar deterioradas [ 25 ] o cubiertas por depósitos, coluvias o abanicos aluviales . [ 3 ] La erosión y el desgaste de las laderas causados ​​por corrientes incisivas desempeñan otro papel importante en este proceso de degradación. [ 25 ]

Historia de la tierra y del nivel del mar

El desplazamiento total de la línea de costa en relación con la edad de la etapa interglacial asociada permite calcular una tasa media de elevación o el nivel eustático en un momento determinado si se conoce dicha elevación.

Para estimar el levantamiento vertical, la posición eustática de los paleoniveles del mar considerados en relación con el actual debe conocerse con la mayor precisión posible. La cronología actual se basa principalmente en la datación relativa basada en criterios geomorfológicos , pero en todos los casos, el ángulo de la línea de costa de las terrazas marinas se asocia con edades numéricas. La terraza mejor representada a nivel mundial es la correlacionada con el último máximo interglacial ( MIS 5e ). [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] La edad del MISS 5e se fija arbitrariamente para que varíe de 130 a 116 ka [ 30 ] pero se ha demostrado que varía de 134 a 113 ka en Hawái y Barbados con un pico de 128 a 116 ka en costas tectónicamente estables. Las terrazas marinas más antiguas bien representadas en secuencias a nivel mundial son las relacionadas con el MIS 9 (~303–339 ka) y 11 (~362–423 ka). [ 31 ] Las compilaciones muestran que el nivel del mar fue 3 ± 3 metros más alto durante MIS 5e, MIS 9 y 11 que durante el presente y −1 ± 1 m con respecto al presente durante MIS 7. [ 32 ] [ 33 ] En consecuencia, las terrazas marinas de MIS 7 (~180-240 ka) son menos pronunciadas y a veces están ausentes. Cuando las elevaciones de estas terrazas son más altas que las incertidumbres en el nivel del mar paleoeustático mencionadas para el Holoceno y el Pleistoceno tardío , estas incertidumbres no afectan la interpretación general.

Esta secuencia también puede darse donde la acumulación de capas de hielo ha hundido el terreno, de modo que cuando estas se derriten, el terreno se reajusta con el tiempo, elevando así la altura de las playas (rebote isostático glacial), y en lugares donde se produce un levantamiento cosísmico. En este último caso, la terraza no se correlaciona con los máximos del nivel del mar, aunque las terrazas cosísmicas solo se conocen para el Holoceno.

Cartografía y topografía

Tongue Point, Nueva Zelanda
Fotografía aérea de la terraza marina más baja en Tongue Point, Nueva Zelanda.

Para una interpretación precisa de la morfología, se aplican dataciones, levantamientos topográficos y cartografía exhaustivos de las terrazas marinas. Esto incluye la interpretación de fotografías aéreas estereoscópicas (aprox . 1:10 000 – 25 000 [ 11 ] ), inspecciones in situ con mapas topográficos (aprox . 1:10 000) y análisis del material erosionado y acumulado. Además, la altitud exacta se puede determinar con un barómetro aneroide o, preferiblemente, con un instrumento de nivelación montado sobre un trípode. Debe medirse con una precisión de 1 cm (0,39 pulg) y aproximadamente cada 50–100 metros (160–330 pies) , dependiendo de la topografía . En zonas remotas, se pueden aplicar las técnicas de fotogrametría y taquimetría . [ 24 ]     

Correlación y datación

Se pueden utilizar y combinar diferentes métodos para la datación y correlación de terrazas marinas.

Datación correlacional

El enfoque morfoestratigráfico se centra especialmente en regiones de regresión marina en la altitud como el criterio más importante para distinguir costas de diferentes edades. Además, las terrazas marinas individuales pueden correlacionarse en función de su tamaño y continuidad. Asimismo, los paleosuelos, así como las formas del relieve y los sedimentos glaciares , fluviales , eólicos y periglaciares , pueden utilizarse para encontrar correlaciones entre terrazas. [ 24 ] En la Isla Norte de Nueva Zelanda , por ejemplo, se utilizaron tefra y loess para datar y correlacionar terrazas marinas. [ 34 ] En el frente de avance de antiguos glaciares, las terrazas marinas pueden correlacionarse por su tamaño, ya que su anchura disminuye con la edad debido al deshielo lento de los glaciares a lo largo de la costa. [ 24 ]

El enfoque litoestratigráfico utiliza secuencias típicas de estratos de sedimentos y rocas para demostrar las fluctuaciones del nivel del mar basándose en una alternancia de sedimentos terrestres y marinos o de sedimentos litorales y marinos someros. Estos estratos muestran capas típicas de patrones transgresivos y regresivos. [ 24 ] Sin embargo, una discordancia en la secuencia de sedimentos podría dificultar este análisis. [ 35 ]

El método bioestratigráfico utiliza restos de organismos que pueden indicar la edad de una terraza marina. Para ello, se suelen utilizar conchas de moluscos , foraminíferos o polen . Los moluscos, en particular , pueden presentar propiedades específicas según su profundidad de sedimentación . Por lo tanto, pueden utilizarse para estimar profundidades de agua anteriores. [ 24 ]

Las terrazas marinas suelen correlacionarse con las etapas isotópicas de oxígeno marino (MIS) [ 22 ] y también pueden datarse aproximadamente utilizando su posición estratigráfica . [ 24 ]

Citas directas

Existen varios métodos para la datación directa de terrazas marinas y sus materiales relacionados. El método más común es la datación por radiocarbono 14 C , [ 36 ] que se ha utilizado, por ejemplo, en la Isla Norte de Nueva Zelanda para datar varias terrazas marinas. [ 37 ] Utiliza materiales biogénicos terrestres en sedimentos costeros , como conchas de moluscos , mediante el análisis del isótopo 14 C . [ 24 ] En algunos casos, sin embargo, se aplicó la datación basada en la relación 230 Th / 234 U , en caso de que la contaminación detrítica o las bajas concentraciones de uranio dificultaran la obtención de una datación de alta resolución. [ 38 ] En un estudio en el sur de Italia , se utilizó paleomagnetismo para llevar a cabo dataciones paleomagnéticas [ 39 ] y la datación por luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) se utilizó en diferentes estudios sobre la falla de San Andrés [ 40 ] y sobre la falla cuaternaria de Eupcheon en Corea del Sur . [ 41 ] En la última década, la datación de terrazas marinas se ha mejorado desde la llegada del método de nucleidos cosmogénicos terrestres, particularmente a través del uso de isótopos cosmogénicos 10 Be y 26 Al producidos en el sitio. [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] Estos isótopos registran la duración de la exposición de la superficie a los rayos cósmicos . [ 45 ] Esta edad de exposición refleja la edad de abandono de una terraza marina por el mar.

Para calcular el nivel eustático del mar para cada terraza datada, se supone que se conoce la posición del nivel eustático del mar correspondiente a al menos una terraza marina y que la tasa de elevación se ha mantenido esencialmente constante en cada sección. [ 2 ]

Relevancia para otras áreas de investigación

Terrazas marinas al sur del río Choapa en Chile. Estas terrazas han sido estudiadas, entre otros, por Roland Paskoff .

Las terrazas marinas desempeñan un papel importante en la investigación sobre tectónica y terremotos . Pueden mostrar patrones y tasas de elevación tectónica [ 40 ] [ 44 ] [ 46 ] y, por lo tanto, pueden usarse para estimar la actividad tectónica en una región determinada. [ 41 ] En algunos casos, las formas del relieve secundarias expuestas pueden correlacionarse con eventos sísmicos conocidos, como el terremoto de Wairarapa de 1855 en la falla de Wairarapa cerca de Wellington , Nueva Zelanda, que produjo una elevación de 2,7 metros (8 pies 10 pulgadas) . [ 47 ] Esta cifra puede estimarse a partir del desplazamiento vertical entre las líneas de costa elevadas en el área. [ 48 ]  

Además, conociendo las fluctuaciones eustáticas del nivel del mar , se puede estimar la velocidad del levantamiento isostático [ 49 ] y, finalmente, reconstruir el cambio de los niveles relativos del mar para ciertas regiones. Por lo tanto, las terrazas marinas también proporcionan información para la investigación sobre el cambio climático y las tendencias en los futuros cambios del nivel del mar . [ 10 ] [ 50 ]

Al analizar la morfología de las terrazas marinas, es importante considerar que tanto la eustasia como la isostasia pueden influir en su proceso de formación. De esta manera, se puede determinar si hubo variaciones en el nivel del mar o si se produjeron movimientos tectónicos .

Ejemplos destacados

Tongue Point, Nueva Zelanda
Terrazas marinas cuaternarias en Tongue Point, Nueva Zelanda.

Las playas elevadas se encuentran en una amplia variedad de contextos costeros y geodinámicos , como la subducción en las costas del Pacífico de América del Sur y del Norte , el margen pasivo de la costa atlántica de América del Sur, [ 51 ] el contexto de colisión en la costa del Pacífico de Kamchatka, Papúa Nueva Guinea , Nueva Zelanda , Japón , el margen pasivo de la costa del Mar de China Meridional , en costas atlánticas orientadas al oeste, como la bahía de Donegal , el condado de Cork y el condado de Kerry en Irlanda ; Bude , Widemouth Bay , Crackington Haven , Tintagel , Perranporth y St Ives en Cornualles , el Valle de Glamorgan , la península de Gower , Pembrokeshire y la bahía de Cardigan en Gales , Jura y la isla de Arran en Escocia , Finistère en Bretaña y Galicia en el norte de España y en Squally Point en Eatonville, Nueva Escocia , dentro del Parque Provincial de Cabo Chignecto .

Otros sitios importantes incluyen varias costas de Nueva Zelanda , por ejemplo Turakirae Head cerca de Wellington, que es uno de los mejores y más estudiados ejemplos del mundo. [ 47 ] [ 48 ] [ 52 ] También a lo largo del estrecho de Cook en Nueva Zelanda , hay una secuencia bien definida de terrazas marinas elevadas del Cuaternario tardío en Tongue Point. Presenta una terraza inferior bien conservada del último interglacial , una terraza superior ampliamente erosionada del penúltimo interglacial y otra terraza aún más alta, que está casi completamente desintegrada. [ 47 ] Además, en la Isla Norte de Nueva Zelanda , en la Bahía de Plenty oriental , se ha estudiado una secuencia de siete terrazas marinas. [ 12 ] [ 37 ]

terrazas marinas de California
Fotografía aérea de la costa aterrazada marina al norte de Santa Cruz, California ; obsérvese la autopista 1 que discurre a lo largo de la costa, por las terrazas inferiores.

A lo largo de muchas costas continentales e insulares del Pacífico , las terrazas marinas son características costeras típicas. Una costa con terrazas marinas particularmente prominente se encuentra al norte de Santa Cruz , cerca de Davenport, California , donde probablemente se formaron terrazas por repetidos terremotos de deslizamiento en la falla de San Andrés . [ 40 ] [ 53 ] Hans Jenny investigó los bosques pigmeos de las terrazas marinas de los condados de Mendocino y Sonoma . La "escalera ecológica" de la terraza marina del Parque Estatal Salt Point también está delimitada por la falla de San Andrés.

A lo largo de las costas de Sudamérica se encuentran terrazas marinas, [ 44 ] [ 54 ] donde las más altas se sitúan donde los márgenes de las placas se encuentran sobre dorsales oceánicas subducidas y ocurren las tasas de elevación más altas y rápidas. [ 7 ] [ 46 ] En Cabo Laundi, Isla Sumba , Indonesia, se puede encontrar un antiguo arrecife de parche a 475 m (1558 pies) sobre el nivel del mar como parte de una secuencia de terrazas de arrecifes de coral con once terrazas de más de 100 m (330 pies) de ancho . [ 55 ] Las terrazas marinas de coral en la Península de Huon , Nueva Guinea, que se extienden a lo largo de 80 km (50 millas) y se elevan a más de 600 m (2000 pies) sobre el nivel del mar actual [ 56 ] se encuentran actualmente en la lista tentativa de la UNESCO para sitios del patrimonio mundial bajo el nombre de Terrazas de Houn - Escalera al Pasado. [ 57 ]        

Otros ejemplos notables incluyen terrazas marinas que alcanzan los 360 m (1180 pies) en algunas islas Filipinas [ 58 ] y a lo largo de la costa mediterránea del norte de África , especialmente en Túnez , que alcanzan los 400 m (1300 pies) . [ 59 ]    

El levantamiento también puede registrarse a través de secuencias de muescas mareales. A menudo se representa a las muescas como situadas al nivel del mar; sin embargo, los tipos de muescas forman un continuo desde muescas de olas formadas en condiciones tranquilas al nivel del mar hasta muescas de rompientes formadas en condiciones más turbulentas y hasta 2 m (6,6 pies) por encima del nivel del mar. [ 60 ] Como se indicó anteriormente, hubo al menos un nivel del mar más alto durante el Holoceno, por lo que algunas muescas pueden no contener un componente tectónico en su formación.  

Véase también

Referencias

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  • Notas en NAHSTE
  • Hoja informativa sobre terrazas marinas del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) - Enlace a Wikimedia , enlace al USGS