Articulo de referencia

Flujo de gravedad de sedimentos

Esta turbidita de la arenisca Becke-Oese del Devónico de Alemania es un ejemplo de depósito procedente de un flujo de gravedad de sedimentos. Nótese la secuencia completa de Bou...

Esta turbidita de la arenisca Becke-Oese del Devónico de Alemania es un ejemplo de depósito procedente de un flujo de gravedad de sedimentos. Nótese la secuencia completa de Bouma .

Un flujo de gravedad de sedimentos es uno de los varios tipos de mecanismos de transporte de sedimentos , de los cuales la mayoría de los geólogos reconocen cuatro procesos principales. Estos flujos se diferencian por sus mecanismos dominantes de soporte de sedimentos, [ 1 ] [ 2 ] que pueden ser difíciles de distinguir ya que los flujos pueden estar en transición de un tipo a otro a medida que evolucionan ladera abajo. [ 3 ]

Mecanismos de soporte de sedimentos

Los flujos de sedimentos por gravedad están representados por cuatro mecanismos diferentes que mantienen los granos en suspensión dentro del flujo.

  • Flujo de granos : Los granos en el flujo se mantienen en suspensión mediante interacciones entre granos, actuando el fluido únicamente como lubricante. De esta manera, las colisiones entre granos generan una presión dispersiva que ayuda a evitar que los granos se sedimenten. Si bien son comunes en ambientes terrestres en las caras de deslizamiento de las dunas de arena , los flujos de granos puros son raros en entornos subacuáticos. Sin embargo, las interacciones entre granos en corrientes de turbidez de alta densidad son muy importantes como mecanismo que contribuye al soporte de sedimentos. [ 4 ]
  • Flujo licuado (o flujo fluidizado): se forma en sustancias granulares sin cohesión. A medida que los granos en la base de una suspensión se sedimentan, el fluido desplazado hacia arriba por la sedimentación genera presiones en los poros que pueden ayudar a suspender los granos en la parte superior del flujo. La aplicación de una presión externa a la suspensión inicia el flujo. Esta presión externa puede ser aplicada por un sismo , que puede transformar arena suelta en una suspensión altamente viscosa, como en las arenas movedizas . Generalmente, tan pronto como el flujo comienza a moverse, se produce turbulencia del fluido y el flujo evoluciona rápidamente hacia una corriente de turbidez. Se dice que los flujos y las suspensiones están licuados cuando los granos se sedimentan hacia abajo a través del fluido y lo desplazan hacia arriba. Por el contrario, se dice que los flujos y las suspensiones están fluidizados cuando el fluido se mueve hacia arriba a través de los granos, suspendiéndolos temporalmente. La mayoría de los flujos están licuados, y muchas referencias a flujos de gravedad de sedimentos fluidizados son incorrectas y en realidad se refieren a flujos licuados. [ 5 ]
  • Flujo de detritos o flujo de lodo : Los granos se mantienen en pie gracias a la resistencia y flotabilidad de la matriz. Los flujos de lodo y de detritos poseen resistencia cohesiva, lo que dificulta predecir su comportamiento mediante las leyes de la física. Por lo tanto, estos flujos presentan un comportamiento no newtoniano . [ 6 ] Debido a la resistencia cohesiva de los flujos de lodo y de detritos, los clastos inusualmente grandes pueden flotar literalmente sobre la matriz de lodo dentro del flujo.
  • Corriente de turbidez : los granos se suspenden por la turbulencia del fluido dentro del flujo. Debido a que el comportamiento de las corrientes de turbidez es en gran medida predecible, exhiben un comportamiento newtoniano , en contraste con los flujos con fuerza cohesiva (es decir, flujos de lodo y flujos de detritos). [ 6 ] El comportamiento de las corrientes de turbidez en entornos subacuáticos está fuertemente influenciado por la concentración del flujo, ya que los granos densamente empaquetados en flujos de alta concentración tienen más probabilidades de sufrir colisiones grano a grano y generar presiones dispersivas como un mecanismo de soporte de sedimentos que contribuye a mantener granos adicionales en suspensión. Por lo tanto, es útil distinguir entre corrientes de turbidez de baja y alta densidad . [ 4 ] Una avalancha de nieve en polvo es esencialmente una corriente de turbidez en la que el aire es el fluido de soporte y suspende los gránulos de nieve en lugar de los granos de arena.

Depósitos resultantes

Diagrama que muestra los procesos de flujo de detritos, corriente de turbidez y tracción en un único flujo gravitacional de sedimentos. El depósito resultante, que algunos geólogos denominan detritos interconectados, presenta características de los tres procesos.

Descripción

Aunque los depósitos de los cuatro tipos de mecanismos de soporte de sedimentos se encuentran en la naturaleza, los flujos de grano puros se restringen en gran medida a entornos eólicos, mientras que los entornos subacuáticos se caracterizan por un espectro de tipos de flujo con flujos de detritos y flujos de lodo en un extremo del espectro, y corrientes de turbidez de alta y baja densidad en el otro extremo. También es útil en entornos subacuáticos reconocer flujos de transición que se encuentran entre las corrientes de turbidez y los flujos de lodo. Los depósitos de estos flujos de transición se denominan con una variedad de nombres, algunos de los más populares son "lechos de eventos híbridos (HEB)", "detritos enlazados" y "lechos de lodo". [ 7 ] Las avalanchas de nieve en polvo y las avalanchas luminosas (flujos cargados de gas de ceniza volcánica sobrecalentada) son ejemplos de corrientes de turbidez en entornos no marinos.

  • Los depósitos de flujo de granos se caracterizan por una distribución de tamaños de grano que aumenta hacia arriba ( gradación inversa ) dentro del lecho. Esto se debe a que los granos más pequeños dentro del flujo caen entre los granos más grandes durante las colisiones entre granos, depositándose así preferentemente en la base del flujo. [ 1 ] Aunque se presentan como avalanchas de granos en dunas de arena terrestres, los flujos de granos son raros en otros entornos. Sin embargo, los lechos con gradación inversa resultantes de procesos de flujo de granos forman las llamadas "alfombras de tracción" en los intervalos inferiores de algunas turbiditas de alta densidad. [ 4 ]
  • Los depósitos de flujo licuado se caracterizan por estructuras de deshidratación, como las estructuras en forma de plato , que resultan del escape ascendente del fluido dentro del flujo. [ 1 ] Al igual que con los flujos de granos puros, los flujos licuados puros rara vez ocurren de forma aislada. Sin embargo, los procesos de flujo licuado son muy importantes, ya que los granos dentro de las corrientes de turbidez comienzan a sedimentarse y desplazan el fluido hacia arriba. Estas estructuras en forma de plato y características relacionadas, como los conductos de deshidratación, se encuentran a menudo en las turbiditas.
  • Los depósitos de flujos de detritos se caracterizan por una distribución bimodal del tamaño de los granos, en la que los granos y/o clastos más grandes flotan dentro de una matriz de arcilla de grano fino. Debido a que la matriz fangosa tiene resistencia cohesiva, los clastos inusualmente grandes pueden flotar sobre el material fangoso que compone la matriz del flujo y, por lo tanto, quedar preservados en el límite superior del lecho del depósito resultante. [ 1 ]
  • Los depósitos de corrientes de turbidez de baja densidad (turbiditas) se caracterizan por una sucesión de estructuras sedimentarias denominadas secuencia de Bouma , que resultan de la disminución de la energía dentro del flujo (es decir, flujo decreciente) a medida que la corriente de turbidez se mueve ladera abajo. [ 4 ]
  • Los depósitos de corrientes de turbidez de alta densidad se caracterizan por un tamaño de grano mucho más grueso que en las turbiditas de baja densidad, y las porciones basales de los depósitos suelen presentar características que resultan de la proximidad de los granos entre sí. Por lo tanto, en las porciones inferiores de estos depósitos generalmente se observan indicios de interacciones entre granos (es decir, procesos de flujo de granos) e interacción de los granos con el sustrato (es decir, tracción ). Las secuencias completas de Bouma son raras, y generalmente solo se observan las capas Bouma A y B. [ 4 ]
  • Los lechos de eventos híbridos (HEB, por sus siglas en inglés), transicionales entre flujos de lodo y corrientes de turbidez, se caracterizan por rasgos indicativos tanto de flujo no cohesivo (sostenido por turbulencia) como cohesivo (sostenido por lodo), sin un límite de lecho que los separe. En la mayoría de los casos, están representados por texturas sostenidas por granos que gradualmente se transforman hacia arriba dentro del lecho en texturas sostenidas por lodo. No es raro que los flujos de detritos y los flujos de lodo evolucionen ladera abajo hacia corrientes de turbidez, y viceversa. Además, los flujos internos pueden transicionar hacia arriba de un proceso de flujo a otro. [ 7 ] [ 8 ]

Ejemplos modernos y antiguos

Ejemplos modernos y antiguos (en afloramientos) de depósitos resultantes de diferentes tipos de flujos de sedimentos por gravedad.

Significado

Se cree que los flujos de gravedad de sedimentos, principalmente corrientes de turbidez, pero en menor medida flujos de detritos y flujos de lodo, son los procesos principales responsables de la deposición de arena en el fondo oceánico profundo. El emplazamiento de los depósitos producidos por los flujos de gravedad puede afectar a las comunidades del fondo marino, [ 9 ] por ejemplo, obstruyendo madrigueras o alterando su hábitat, así como modificando la química de las aguas intersticiales. [ 10 ]

Debido a que las condiciones anóxicas en las profundidades oceánicas favorecen la preservación de la materia orgánica , la cual, al ser enterrada a gran profundidad y madurar posteriormente mediante la absorción de calor, puede generar petróleo y gas , la deposición de arena en entornos oceánicos profundos puede, en última instancia, yuxtaponer yacimientos de petróleo y rocas generadoras . De hecho, una parte significativa del petróleo y el gas producidos en el mundo actualmente se encuentra en depósitos (yacimientos) originados por flujos de sedimentos por gravedad. [ 11 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 Middleton, GV y Hampton, MA (1973). "Flujos gravitacionales de sedimentos: mecánica del flujo y la deposición". Turbiditas y sedimentación en aguas profundas . Sección del Pacífico de la Sociedad de Paleontólogos y Mineralogistas Económicos. Apuntes de clase del curso breve, págs. 1-38.
  2. Postma, G. (1986). "Clasificación de depósitos de flujo gravitacional de sedimentos basada en las condiciones de flujo durante la sedimentación" (PDF) . Geología . 14 (4). Sociedad Geológica de América : 291–294 . Bibcode : 1986Geo....14..291P . doi : 10.1130/0091-7613(1986)14 < 291:cfsgdb > 2.0.co ; 2. Recuperado el 6 de diciembre de 2011 .
  3. Visher, GS (1999). Sistemas estratigráficos: origen y aplicación . Vol. 1. Academic Press. 521. ISBN  978-0-12-722360-5Consultado el 28 de diciembre de 2011 .
  4. 1 2 3 4 5 Lowe, DR (1982). "Flujos de gravedad de sedimentos: II. Modelos deposicionales con especial referencia a los depósitos de corrientes de turbidez de alta densidad". Journal of Sedimentary Petrology . 52 . Society of Economic Paleontologists and Mineralogists: 279– 297. doi : 10.1306/212f7f31-2b24-11d7-8648000102c1865d .
  5. Lowe, DR (1976). "Flujos de sedimentos licuados y fluidizados subacuáticos y sus depósitos". Sedimentología . 23 (3): 285– 308. Bibcode : 1976Sedim..23..285L . doi : 10.1111/j.1365-3091.1976.tb00051.x .
  6. 1 2 Gani, MR (2004). "De lo turbio a lo lúcido: un enfoque directo a los flujos de gravedad de sedimentos y sus depósitos" . The Sedimentary Record . 2 (3 (septiembre)). Una publicación de la SEPM Society for Sedimentary Geology: 4–8 . doi : 10.2110/sedred.2004.3.4 .
  7. 1 2 Haughton, P., Davis, C., McCaffrey, W., y Barker, S. (2009). "Depósitos híbridos de flujos gravitacionales de sedimentos: clasificación, origen y significado". Marine and Petroleum Geology . 26 (10). Elsevier: 1900– 1918. Bibcode : 2009MarPG..26.1900H . doi : 10.1016/j.marpetgeo.2009.02.012 .{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  8. Hampton, MA (1972). "El papel de los flujos de detritos subacuáticos en la generación de corrientes de turbidez". Journal of Sedimentary Petrology . 42 : 775–793 . doi : 10.1306/74d7262b-2b21-11d7-8648000102c1865d .
  9. Bigham, Katharine T.; Rowden, Ashley A.; Leduc, Daniel; Bowden, David A. (18 de marzo de 2021). "Revisión y síntesis: Impactos de los flujos de turbidez en las comunidades bentónicas de aguas profundas" . Biogeosciences . 18 (5): 1893–1908 . Bibcode : 2021BGeo...18.1893B . doi : 10.5194/bg-18-1893-2021 .
  10. Bialik, Or M.; Bookman, Revital; Elyashiv, Hadar; Marietou, Angeliki; Saar, Raoul; Rivlin, Tanya; Taha, Nimer; Benaltabet, Tal; Lotem, Noam; Funaro, Eran; Antler, Gilad (noviembre de 2022). "Perturbación inducida por tormentas tropicales en los perfiles de agua intersticial de aguas profundas, Golfo de Aqaba". Marine Geology . 453 106926. Bibcode : 2022MGeol.45306926B . doi : 10.1016/j.margeo.2022.106926 .
  11. Weimer, P. y Link, MH, eds. (1991). Facies sísmicas y procesos sedimentarios de abanicos submarinos y sistemas turbidíticos . Springer-Verlag. 447 p.{{cite book}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda ) CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace )