12.2: Características de Shoreline

Existen muchas características erosionales y deposicionales diferentes en la alta energía de la costa. La costa o costa incluye todas las partes del área limítrofe tierra-mar que son directamente afectadas por el mar. Esto incluye tierras muy por encima de la marea alta y muy por debajo de la base de olas normal Pero la orilla o costa en sí es la interfaz directa entre el agua y la tierra que migra con las mareas y con la deposición y erosión de sedimentos. Los procesos en la costa se llaman procesos litorales.

Zonas de costa

Figura\(\PageIndex{1}\): Diagrama de zonas de la costa.

Las zonas costeras se pueden ver observando el perfil de la playa, que se divide en cuatro zonas primarias: costa afuera, nearshore, costa y backshore. La costa afuera está por debajo de cualquier proceso derivado de la costa, pero sigue siendo geológicamente activa debido a las arenas en cascada de turbiditas y corrientes más profundas (con depósitos llamados contourites). La costa cercana se ve afectada por las olas, es decir, aquella parte de la orilla donde la profundidad del agua es de media longitud de onda o menos. El ancho de esta zona depende así de la longitud de onda máxima del tren de olas que se aproxima y con la pendiente del fondo marino. El área cercana a la costa, al observar las rocas depositadas en esta zona, suele llamarse cara de costa, y se divide en dos segmentos: la cara superior, que se ve afectada por la acción de las olas cotidianas, que generalmente consiste en arena finamente laminada y de lecho cruzado, y la cara inferior, la área solo movida por las olas de tormenta, que tiene arena hummocky estratificada cruzada. La zona de surf es donde rompen las olas. El área (mayormente superpuesta a la zona de surf) que es periódicamente húmeda y seca, debido a la acción de las olas y las mareas, se llama la playa, que está hecha de arena laminada y bien ordenada.

La cara de la playa es donde el movimiento de la ola rompiente corre hacia arriba y el retrolavado fluye de nuevo hacia abajo. Por encima de la cara de la playa hay crestas bajas llamadas bermas. Durante el verano en Norteamérica, cuando la mayoría de la gente visita la playa, la zona de huellas y sombrillas es la berma de verano. La energía de las olas suele ser menor en verano, lo que permite que la arena se acumule en la playa. Detrás de la berma de verano es comúnmente una cresta baja de arena que representa la berma de invierno. Los bañistas cruzan esta berma invernal desde el estacionamiento hasta la berma de verano donde estacionan sus artículos. Una mayor energía de tormenta invernal mueve la arena de berma de verano fuera de la playa y la apila en el cerca de donde será reemplazada el próximo año a medida que se traslada de nuevo a la berma de verano. Puede haber una zona de dunas detrás de las bermas que representa arena soplada detrás de la playa por los vientos terrestres. Esta zona detrás de las bermas que siempre se encuentra por encima del océano en condiciones normales se conoce como backshore. Las costas se simplifican para esta discusión; son un lugar dinámico y geológicamente complicado.

Refracción, corrientes de larga costa y deriva a largo plazo

Figura\(\PageIndex{1}\): Deriva Longshore. 1=playa, 2=mar, 3=dirección de la corriente longshore, 4=olas entrantes, 5=swash, 6=retrolavado

A medida que las olas entran en aguas menos profundas, disminuyen la velocidad. Las olas suelen acercarse a la costa en ángulo, con un extremo de las olas del tren desacelerándose primero. Esto hace que las olas se doblen hacia la playa. Tal flexión de las olas al entrar en aguas menos profundas se llama refracción de olas, lo que produce la apariencia de la playa de que las olas se acercan a la cara de playa generalmente recta, paralela a la playa. Sin embargo, las olas refractadas en promedio se acercan a la costa en cierto ángulo creando una ligera diferencia entre el swash a medida que se mueve hacia arriba por la cara de la playa y el retrolavado a medida que fluye hacia abajo. Esto da como resultado un movimiento neto del agua a lo largo de la playa creando una corriente llamada corriente longshore. La arena agitada por las olas en la zona de surf se mueve así a lo largo de la costa por la deriva de larga costa. La deriva a lo largo de las costas oeste y este de América del Norte mueve la arena en promedio de norte a sur.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Farewell Spit, Nueva Zelanda

La deriva a largo plazo se puede llevar por la costa hasta llegar a una bahía o entrada donde comienza a depositarse en el agua más silenciosa. Aquí, comienza a formarse un asador. A medida que el asador crece, puede extenderse a través de la boca de la bahía formando una barra de baymouth. Donde la bahía o entrada sirve como anclaje para embarcaciones, tal crecimiento de asador y barras de baymouth son un grave inconveniente. Las comunidades así afectadas intentan tomar medidas para mantener abierto su puerto.

Figura\(\PageIndex{1}\): Muelles cerca de Carlsbad, California. Observe que el embarcadero izquierdo está cargado de arena, mientras que al embarcadero derecho le falta arena. Esto se debe a que la deriva longshore va de izquierda a derecha.

Un medio para hacer esto es un embarcadero, a menudo construido de hormigón o piedras grandes, formando una larga barrera para desviar la arena lejos de la desembocadura del puerto u otras vías fluviales oceánicas en las que se desee el transporte. Si el embarcadero no logra desviar la arena lo suficientemente lejos, puede continuar fluyendo a lo largo de la orilla, construyendo un asador alrededor del extremo del embarcadero. Un método más caro pero efectivo es entonces dragar la arena del escupitajo creciente, ponerla en barcazas y devolverla a la deriva aguas abajo de la abertura del puerto. Un medio aún más caro (pero efectivo) es instalar grandes bombas y tuberías para extraer la arena aguas arriba del puerto, bombearla a través de tuberías y descargarla de nuevo a la deriva aguas abajo de la desembocadura del puerto. Debido a que los procesos naturales están trabajando continuamente, los esfuerzos humanos para mitigar los inconvenientes a veces no son iguales a la tarea o requieren modificaciones continuas. La comunidad de Santa Bárbara, California, intentó varios métodos para mantener su puerto abierto antes de asentarse en bombas y tuberías [2].

Figura\(\PageIndex{1}\): Animación de corrientes de rasgado.

Otro fenómeno costero relacionado con las corrientes longshore es la presencia de corrientes de ruptura. Estos implican la configuración cercana a la costa del fondo marino y/o la llegada de trenes de olas directamente a la costa . En áreas donde el movimiento de las olas empuja el agua directamente hacia la cara de la playa, o la forma del fondo marino cerca de la costa se refracta y enfoca el movimiento del agua hacia un punto de la playa, el agua que se acumula allí debe encontrar una salida de regreso al mar. La salida es proporcionada por corrientes de ruptura relativamente estrechas que transportan el agua directamente lejos de la playa. Los nadadores atrapados en tales corrientes se encuentran siendo llevados al mar. Pueden intentar regresar a la orilla nadando directamente contra la corriente. Esto es generalmente un esfuerzo infructuoso porque se cansan contra la fuerte corriente. Una mejor solución es montarlo hasta donde se disipa, luego nadar a su alrededor y regresar a la playa o nadar lateralmente, paralelo a la playa, hasta salir de la corriente, luego regresar a la playa. La conciencia de la presencia de corrientes de ruptura con un plan es la clave o evitarlas por completo.

Costas Emergentes y Sumergentes

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Figura\(\PageIndex{1}\): Arco de la isla, un arco marino en Victoria, Australia.

Las costas que tienen una caída relativa en el nivel del mar, ya sea causada por la tectónica o el cambio del nivel del mar, se denominan emergentes. Donde la costa es rocosa, tal vez con un acantilado marino, las olas que se refractan alrededor de promontorios atacan las rocas detrás de la punta del promontorio.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Este tombolo, llamado “Angel Road”, conecta la pila de la isla Shodo, Japón.

Pueden cortar la roca en la base formando un arco marino que puede colapsar para aislar la punta como una pila . Las rocas detrás de la pila pueden ser erosionadas y la arena erosionada desde el punto se acumula detrás de ella formando un tómbolo, una franja de arena que conecta la pila con la costa. Cuando el suministro de arena es bajo, la energía de las olas puede erosionar una plataforma cortada por olas a través de la zona de surf, expuesta como una roca desnuda con charcos de marea durante la marea baja. La energía de las olas gastada en la base de un acantilado marino puede cortar una muesca de ola.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Muescas onduladas talladas por el lago Bonneville, Isla Antelope, Utah.

Los acantilados del mar tienden a ser características persistentes ya que las olas cortan en su base y las rocas más altas se desprenden por despilfarro masivo. Si la costa es emergente, estas características erosivas pueden ser elevadas en relación con la zona de olas. Las plataformas onduladas se convierten en terrazas marinas, quizás con acantilados marinos remanentes tierra adentro de ellas.

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Figura\(\PageIndex{1}\): Imagen Landsat de la bahía de Chesapeake, oriente de Estados Unidos. Tenga en cuenta las islas barrera paralelas a la costa.

El hundimiento tectónico o aumento del nivel del mar produce una costa sumergible. Las características asociadas a las costas sumergidas incluyen estuarios, bahías y desembocaduras de ríos inundadas por las aguas más altas. Los fiordos son antiguos valles glaciares ahora inundados por el aumento del nivel del mar posterior a la Edad de Hielo (ver capítulo 14). Cuerpos alargados de arena llamados islas barrera se forman paralelos a la costa de las antiguas arenas playeras, a menudo aisladas del continente por lagunas detrás de ellas [3]. La formación de islas barrera es polémica; algunos trabajadores creen como arriba que las islas barrera se formaron al subir el nivel del mar a medida que las capas de hielo se derritieron después de la última edad de hielo. La acumulación de espitas y formaciones de barras lejanas en alta mar también se mencionan como posibles hipótesis de formación para islas de barrera.

Figura\(\PageIndex{1}\): Diagrama general de un plano de marea y características asociadas.

Se forman llanuras de marea o marismas donde las mareas se inundan alternativamente y exponen áreas bajas a lo largo de la costa. Combinaciones de marcas de ondulación simétricas, marcas de ondulación asimétricas de corrientes de marea y grietas de lodo de la forma de secado en estos planos. Un ejemplo de antiguos depósitos planos de marea se expone en los estratos precámbricos que se encuentran en la parte central de las montañas Wasatch de Utah. Estos depósitos antiguos proporcionan un ejemplo de aplicación del Principio de Uniformidad de Hutton. La presencia de rasgos comunes en los planos de marea modernos impulsa la interpretación de que estos depósitos antiguos se formaron en un entorno similar. Había costas, mareas y procesos costeros que actuaban en ese momento, sin embargo, la edad de las rocas antiguas indica que no había plantas terrestres para mantener en su lugar productos de meteorización mecánica, por lo que las tasas de erosión habrían sido diferentes. El Principio de Uniformidad debe aplicarse con cierto conocimiento del contexto de la aplicación.

Por lo general, los planos de marea se dividen en tres secciones diferentes, que pueden ser abundantes o ausentes en cada plano de marea individual. Las zonas áridas son áreas con agua fuerte que fluye y sedimentos más gruesos, con ondulaciones y lecho cruzado comunes. Las marismas están vegetadas con arena y barro comunes. Las salinas son las partes de grano más fino de las llanuras mareales, con sedimentos limosos, grietas de barro, y con menos frecuencia están sumergidas [4].

Figura\(\PageIndex{1}\): Laguna Kara-Bogaz Gol, Turkmenistán.

Las lagunas son lugares donde las escupideras, las islas de barrera u otras características han cortado parcialmente una masa de agua del océano. Los estuarios son un tipo de laguna (típicamente vegetada) donde el agua dulce también fluye hacia la zona, lo que hace que el agua sea salobre (entre sal y agua dulce). Sin embargo, términos como laguna, estuario e incluso bahía a menudo se usan vagamente en lugar de uno del otro [5]. Las lagunas y los estuarios son ciertamente transitorios entre ambientes geológicos terrestres y marinos, donde los procesos litorales, lacustres y fluviales pueden superponerse.

Impacto Humano en Playas Costeras

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Figura\(\PageIndex{1}\): Ingles recolectando sedimentos de la deriva de la costa larga.

Las costas son terrenos inmobiliarios de primera calidad que atraen el desarrollo de casas de playa, condominios y hoteles. Este tipo de interés e inversión lleva a esfuerzos continuos para gestionar los procesos naturales en las zonas costeras. Los humanos que encuentran deriva de costa larga está quitando arena de sus playas a menudo usan ingles (también espigón deletreado) en un intento de retenerla.

Figura\(\PageIndex{1}\): Sistema inguinal en una costa de Virginia

Similar pero más pequeño que los embarcaderos, las ingles son trozos de madera o concreto construidos en la playa perpendiculares a la costa en el extremo aguas abajo de la propiedad. A diferencia de los embarcaderos, se utilizan para conservar la arena en una playa, más que para desviarla de una zona. La arena se erosiona en el lado aguas abajo de la ingle y se acumula contra el lado aguas arriba. Cada ingle crea así la necesidad de otra aguas abajo. La serie de ingles a lo largo de una playa desarrolla una apariencia festoneada para la costa.

La arena para la deriva costera y las playas proviene de ríos que fluyen hacia los océanos desde áreas interiores. Las playas pueden quedar hambrientas de arena si los sedimentos transportados por arroyos y ríos quedan atrapados detrás de presas. Para mitigar esto, se puede emplear la reposición de playas donde la arena es arrastrada desde otras áreas por camiones o barcazas y arrojada en la playa agotada. Desafortunadamente, esto puede perturbar el ecosistema que existe a lo largo de la costa al exponer criaturas nativas a material arenoso extraño y microorganismos extraños e incluso puede traer objetos extraños que impactan a los humanos en playas repuestas. Los visitantes de una playa repuesta de la costa este encontraron municiones y fragmentos metálicos en la arena que habían sido traídos de rangos de prueba abandonados de los que se había dragado la arena [6].

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Figura\(\PageIndex{1}\): Se ha formado un tombolo detrás del rompeolas en Venice, CA

Otro enfoque para reducir la erosión o proporcionar áreas protegidas para el anclaje de embarcaciones es la construcción de un rompeolas, una estructura offshore contra la que rompen las olas, dejando atrás aguas más tranquilas. Desafortunadamente, esto significa que las olas ya no pueden llegar a la playa para mantener en movimiento la deriva de arena a lo largo de la costa. La deriva se interrumpe, la arena se deposita en el agua más silenciosa y la costa se construye formando un tómbolo detrás del rompeolas, cubriendo eventualmente la estructura con arena [7]. La imagen muestra este resultado en el rompeolas construido por la ciudad de Venecia, California en un intento de crear un puerto de agua tranquilo. El tombolo detrás del rompeolas ahora está actuando como una gran ingle en la deriva de la playa.

Cañones Submarinos

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Figura\(\PageIndex{1}\): Cañones submarinos frente a Los Ángeles. A=Cañón de San Gabriel, B=Cañón de Newport. En el punto C, el cañón tiene 815 m de ancho y 25 m de profundidad.

Los cañones submarinos son cañones estrechos y profundos ubicados en el ambiente marino en las plataformas continentales. Por lo general, se forman en las desembocaduras de grandes sistemas fluviales terrestres, tanto al desembocar en la plataforma continental en tiempos de bajo nivel del mar como también por el continuo desplome material o fluyendo hacia abajo desde la desembocadura del río o un delta. Corrientes submarinas ricas en sedimentos pasan a través de los cañones, los erosionan y drenan en el fondo del océano. Las caras empinadas del delta y los flujos submarinos de sedimentos se liberan por la vertiente continental como deslizamientos de tierra submarinos, llamados flujos de turbidez. La acción erosiva de este tipo de flujo continúa cortando el cañón y eventualmente se desarrollan depósitos en forma de abanico en el fondo oceánico más allá de la vertiente continental [8]. Consulte el capítulo 5.5.2 para mayor información.

Referencias

2. Runyan, K. & Griggs, G. Implicaciones del dragado de puerto para la celda litoral de Santa Bárbara en California y el Océano Mundial '02 121—135 (Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, 2005).

3. Davis, R. A., Jr. & Fitzgerald, D. M. Playas y costas. (John Wiley & Sons, 2009).

4. Reineck, H.-E. & Singh, I. B. Ambientes sedimentarios deposicionales: con referencia a clases terrígenas. (Springer Science & Business Media, 2012).

5. Davis, R. A. La costa en evolución. (Scientific American Library New York, 1997).

6. Greene, P., Follett, G. & Henker, C. Municiones y experiencia de dragado en la costa de Estados Unidos. Mar. Technol. Soc. J. 43, 127—131 (2009).

7. Jackson, N. L., Harley, M. D., Armaroli, C. & Nordstrom, K. F. Morfologías de playa inducidas por rompeolas con diferentes orientaciones. Geomorfología 239, 48—57 (2015).

8. Normark, W. R. & Carlson, P. R. Cañones submarinos gigantes: ¿Es el tamaño alguna pista de su importancia en el disco de roca? Sociedad Geológica de América Papeles Especiales 370, 175—190 (2003).