Transcript Introducción a las Ciencias Terrestres

Linea de costa (Shorelines)
GEOL 3025: Cap. 20
Prof. Lizzette Rodríguez
Línea litoral: una interfase dinámica
• La línea costera es una interfase dinamica
(limite comun) entre aire, tierra y el
oceano
• Es constantemente modificada por el
oleaje
• Actualmente la zona costera esta
experimentando intensa actividad
humana
Zona costera
• Términos utilizados:
– Línea de costa: línea que marca el contacto entre
tierra firme y el mar.
– Litoral: área que se extiende entre el nivel de la
marea mas bajo y la mayor elevación de la tierra
afectada por las olas de tormenta
– Costa: se extiende tierra adentro desde el litoral
hasta donde haya estructuras relacionadas con el
oceano
Cont. Zona costera
• El litoral se divide en:
– Playa baja (foreshore): Area expuesta cuando hay
marea baja y sumergida cuando hay marea alta
– Playa alta (backshore): se situa en el lado
continental de la linea litoral de marea alta
– Zona de ribera cercana (nearshore): zona entre
la linea litoral de marea baja y la linea en la que las
olas rompen en marea baja
– Zona prerribera (offshore, costa afuera): lado
hacia el mar de la zona de ribera cercana.
Cont. Zona costera
• Playa – acumulación de sedimento encontrada
a lo largo del margen continental del océano o
un lago
– Berma: Plataforma relativamente plana que suele
estar compuesta por arena y marcada por un
cambio de pendiente en el limite del lado del mar
– Frente de playa (beach face): superficie inclinada
humeda que se extiende desde la berma hasta la
línea litoral
Partes de la zona litoral
Frente de playa
Playa alta
Ribera
cercana
Prerribera
Playa baja
Litoral
Ejs. de
bermas
http://jan.ucc.nau.edu/~rcb7/bermcutDanaPt.jpg
https://www.comfsm.fm/~dleeling/sakau/kosrae03.html
Olas
• Ondas generadas por el viento
proporcionan la mayoría de la energía que
moldea y modifica las líneas litorales
• Caracteristicas de las olas:
– La energia y el movimiento de las olas
derivan del viento
Cont. Olas
• Cont. Caracteristicas de las olas:
– Partes de una ola
• Cresta – tope de la ola
• Valle – área baja entre olas
– Medidas de la ola
• Altura de ola – distancia vertical entre una cresta y
un valle
• Longitud de onda – distancia horizontal entre dos
crestas sucesivas
• Periodo de ola - intervalo de tiempo entre el paso de
dos crestas sucesivas
Cont. Olas
• Cont. Caracteristicas de las olas:
– Altura, longitud y el periodo dependen de:
• Velocidad del viento
• Tiempo durante el cual el viento ha
soplado
• “Fetch” – distancia que el viento ha
recorrido a través de mar abierto
Cont. Olas
• Movimiento orbital circular
– Olas pueden recorrer grandes distancias a
traves de cuencas oceanicas
– El agua en si misma no recorre toda la
distancia, pero si lo hace la forma de onda. A
medida que la ola se desplaza, el agua
transfiere la energia moviendose en circulo:
movimiento orbital circular
• Un objeto flotante se mueve hacia al frente con la
cresta de una ola solo para deslizarse hacia atras
en el valle siguiente, generando una orbita circular
Cont. Olas
• Cont. Movimiento orbital circular
– La forma ondulada avanza a traves del agua
mientras que cada particula de agua se
mueve en circulo
– Movimiento circular disminuye hacia abajo
hasta la base del oleaje, donde el movimiento
es despreciable
Partes de una onda y movimiento de
particulas de agua en aguas profundas
Base del oleaje: d~(L/2)
Movimiento de
objeto flotante –
avance de forma
de ola sin que
avance el agua de
su posicion
original
Cont. Olas
• Olas en la zona de rompiente (breakers)
– Profundidad del agua no afecta las olas en
areas de aguas profundas, pero en aguas mas
cercanas al litoral el agua se hace mas somera
y afecta el comportamiento de la ola
– Disminuye la velocidad y longitud de las olas
– Aumenta la altura de las olas
Cont. Olas
• Cont. Olas en la zona de rompiente
– Las olas alcanzan un punto en que la ola es
demasiado empinada como para mantenerse, y el
frente se desploma o rompe, continuando entonces
el agua encima de la costa
– Arrastre (surf) – agua turbulenta creada por las olas
rompientes
– En la zona despues de la zona de rompiente, el
agua turbulenta que asciende por la pendiente de
la playa se llama batida (swash)
– El agua vuelve desde la playa hacia la zona de
rompiente – resaca (backwash)
Cambios cuando la ola se mueve
sobre el litoral
Animacion:
Movimiento de olas
Erosión causada por las olas
• La rompiente de la ola ejerce una gran
fuerza
• Erosión por olas es causada por:
– Impacto y presión de la ola
– Abrasión por fragmentos de rocas (accion de
sierra y molienda del agua que contiene
fragmentos de roca)
Abrasion
intensa en
la zona de
arrastre:
rocas
redondeadas
(California)
Movimiento de la arena de la playa
• Movimiento perpendicular a la línea de
costa
– Las olas generalmente se acercan en
ángulos a la costa
– Olas al llegar a aguas someras:
• Se doblan y tienden a ir paralelas a la costa
Cont. Movimiento de la arena de playa
• Refracción de las olas
– Doblamiento/flexura de la ola
– Consecuencias de refracción de olas:
• La energía (impacto) de las olas se concentra
contra los lados y extremos de los frentes de tierra
(cabos, headlands) de la línea costera
• En las bahias el ataque de la ola es mas debil y
ocurre deposicion
• Con el tiempo, la erosión endereza la línea costera
Refraccion de las olas
Deposicion
en playas
Erosion en cabos
Animacion:
Refraccion de olas y erosion
Cont. Movimiento de la arena de playa
• Deriva y corrientes litorales
– Debido a que las olas llegan en ángulo a la
costa, el sedimento se mueve a lo largo de la
playa en un patrón de zigzag, llamado deriva
litoral o de playa (beach drift)
Cont. Movimiento de la arena de playa
• Corrientes litorales (longshore currents) olas oblicuas que producen deriva litoral:
– Corrientes en la zona de surf
– Fluyen de forma paralela a la costa
– Fácilmente mueven arena fina suspendida y
ruedan granos mas grandes de arena y grava
a lo largo del fondo
Corrientes litorales
Características de la línea de costa
• Características varían pos varios factores
incluyendo:
– Rocas a lo largo de la costa
– Corrientes
– Intensidad del oleaje
– Condición de la costa: estable, se hunde o se
eleva
Cont. Características de línea de costa
• Características ocasionadas por la erosión
de olas
– Acantilados (wave-cut cliffs)
– Plataformas de abrasion (wave-cut platform)
– Características asociadas a frentes de tierra:
• Chimeneas litorales (sea stacks)
• Arcos litorales (sea archs) – cuevas de lados
opuestos se unen
Ej. de acantilado, Faro de Cabo Rojo
Acantilado
de arenisca
erosionado
por oleaje,
British
Columbia,
Canada
Formacion de
plataforma de abrasion
http://www.rgs.edu.sg/events/geotrip/cliff.html
http://humanities.cqu.edu.au/geography/GEOG11023/week_6.htm
Chimenea litoral (sea stack)
Chimenea litoral
Chimeneas
litorales,
Cabo Rojo
Arcos litorales:
California y Hawaii
Cont. Características de línea de costa
• Características relacionadas a la deriva litoral
y las corrientes litorales
– Flechas (spits)
• Crestas alargadas de arena que se extienden de
tierra firme a la desembocadura de una bahía
adyacente
• Frecuentemente el extremo situado en el agua se
curva hacia la tierra en respuesta a la direccion
de las corrientes litorales
Cape Cod,
Boston
Cont. Características de línea de costa
• Cont. Características relacionadas a la
deriva litoral y las corrientes litorales
– Barra de bahia (baymouth bar) – barra de
arena que atraviesa la bahía completamente,
cerrandola de mar abierto
– Tombolo – puente de arena que conecta una
isla con tierra firme o con otra isla
Flechas y barras, Massachusetts
Barra de bahia en costa del Lago
Michigan
Tombolos
http://geology.about.com/library/bl
/images/bltombolo.htm
Cont. Características relacionadas a la
deriva litoral y las corrientes litorales
• Islas barrera
– Principalmente a lo largo de las costas del
Atlántico y el Golfo de Mexico
– Crestas de arena paralelas a la costa de entre 3 –
30 km fuera de la playa
– Se originan de varias maneras
• Si la línea de costa se mantiene estable, el
resultado de erosión y deposición es el de
eventualmente crear una costa rectilínea.
Casi 300 islas barrera bordean costas
atlantica y del Golfo
Ej. de islas barrera
http://www.geosci.unc.edu/faculty/glazner/Images/Coastlines/barrier.html
Estabilización de la costa
• La erosión de la línea de costa es
influenciada por varios factores:
– Proximidad a ríos cargados de sedimento
– Grado de actividad tectónica
– Topografía y composición del terreno
– Vientos y condiciones meteorologicas
prevalecientes
– Configuración de la línea de costa y de las areas
proximas al litoral
Cont. Estabilización de la costa
• Tres respuestas básicas para el problema de
erosión:
1) Construcción de estructuras
• Malecones (jetties)
– Usualmente construidos en pares para
desarrollar y mantener los puertos
– Se extienden hacia el océano en la entrada
de ríos y puertos
Malecones o jetties:
construidos para prevenir sedimentación
en el cauce de navegacion
Cont. Estabilización de la costa
• Cont. Tres respuestas básicas para el
problema de erosión:
1) Cont. Construcción de estructuras
• Espigones (groins)
– Construidos para mantener o ensanchar las
playas
– Barreras construidas en ángulos rectos de la
playa para atrapar la arena que se mueve
paralelo a la costa
Espigones
(groins)
Cont. Estabilización de la costa
• Cont. Tres respuestas básicas para el
problema de erosión:
1) Cont. Construcción de estructuras
• Rompeolas y diques
– Barrera construida costa afuera de forma
paralela a la costa
– Protege los botes de la fuerza de grandes olas
rompiente, creando una zona de agua
tranquila cerca de la linea de costa
Rompeolas
Cont. Estabilización de la costa
• Cont. Tres respuestas básicas para el
problema de erosión:
2) Sustento/alimentacion de la playa
• Adición de grandes cantidades de arena al
sistema de playa
• Económicamente viable a largo plazo en algunas
zonas solamente
3) Traslado - Abandono y relocalización de
edificios lejos de la playa
Miami Beach, antes de alimentacion
de la playa y despues
Cont. Estabilización de la costa
• Contraste entre las costas del Atlántico y
del Pacífico
– Costa del Atlántico y del Golfo de Mexico
• Amplias, de pendientes someras
• Tectonicamente estables
• Desarrolladas principalmente en las islas
barrera
– Se encuentran de frente a mar abierto
– Reciben toda la fuerza de las tormentas
Cont. Estabilización de la costa
• Cont. Contraste entre las costas del
Atlántico y del Pacífico
– Costa del Pacífico
• Playas relativamente angostas bordeadas por
acantilados y cadenas de montañas
• Problema importante: el estrechamiento
significativo de algunas playas
• Erosión en la costa varía grandemente de un
año a otro por la ocurrencia esporádica de
tormentas
Clasificación de costas
1) Costas de emersion (emergent)
– Se desarrollan debido al levantamiento de
una región o una disminución en el nivel
del mar
– Características de una costa de emersion:
• Acantilados
• Plataformas de abrasion
Cont. Clasificación de costas
2) Costa de inmersion (submergent)
– Causada por subsidencia del terreno
próximo al mar o aumento en el nivel del
mar
– Características de una costa de inmersion:
• Línea costera altamente irregular
• Estuarios – desembocaduras de ríos
sumergidas
Mareas
• Cambios diarios en la elevación de la
superficie del mar
• Causas de las mareas
– Atraccion gravitacional de la Luna sobre
la Tierra, y en menor proporcion, por el
Sol
Mareas en Bay of Fundy –
zonas expuestas durante
marea baja e inundadas en
marea alta se llaman
llanuras mareales
Cont. Mareas
• Ciclo mensual de las mareas
– Mareas vivas (spring tides)
• Ocurren durante luna nueva y luna llena – 2
veces al mes, cuando el sistema TierraLuna-Sol esta alineado
• Se unen las fuerzas gravitacionales de la
Luna y el Sol
• Mareas especialmente altas y bajas
• Gran rango diario de mareas
Cont. Mareas
• Cont. Ciclo mensual de las mareas
– Mareas muertas (neap tides)
• Ocurren cuando la Luna esta en cuarto
creciente y cuarto menguante
• Las fuerzas gravitacionales de la Luna y el
Sol actuan sobre la Tierra según angulos
rectos
• Rango diario de mareas es mínimo
Spring tides: cada 2 semanas hay alineacion
de Sol y Luna – mareas son ~20% mas altas
Neap tides: angulos rectos entre Sol y Luna
Cont. Mareas
• Otros factores que influyen las mareas:
– Forma de la línea de costa
– Configuración de la cuenca oceánica
Corrientes mareales
• Flujo horizontal del agua que acompaña la
elevacion y el descenso de la marea
• Tipos:
– Flujo mareal (flood current) – avanza hacia la
costa cuando la marea sube
– Reflujo de la marea (ebb current) – Agua que se
mueve mar afuera a medida que la marea baja
– Llanuras mareales (tidal flats) - Áreas afectadas
por este tipo de corriente alterna
– Ocasionalmente forman deltas mareales
Delta y llanura mareal
Llanuras
mareales
Delta de
inundacion
Isla
barrera
Cont. Mareas
• Mareas y la rotación de la Tierra
– Por medio de fricción contra el suelo de las
cuencas oceánicas, las mareas actúan como
fuerzas debiles que van frenando continua y
lentamente la rotación de la Tierra
• El día aumenta 0.002 segundos por siglo
• Este efecto es significativo al cabo de millones de
años
– La extensión de cada día debió ser más corta en
el pasado geológico
Animacion - Mareas