Un abanico aluvial es una acumulación de sedimentos en forma de sección de un cono poco profundo, [1] con su vértice en una fuente puntual de sedimentos, como un cañón estrecho que emerge de un acantilado. [2] Son característicos del terreno montañoso en climas áridos a semiáridos , [3] [4] pero también se encuentran en ambientes más húmedos sujetos a lluvias intensas [1] y en áreas de glaciación moderna. [4] Varían en área desde menos de 1 kilómetro cuadrado (0,39 millas cuadradas) [4] [5] hasta casi 20.000 kilómetros cuadrados (7.700 millas cuadradas). [6]
Los abanicos aluviales se forman típicamente donde el flujo emerge de un canal confinado y es libre de extenderse e infiltrarse en la superficie. Esto reduce la capacidad de carga del flujo y da como resultado la deposición de sedimentos. [1] El flujo puede tomar la forma de flujos de escombros poco frecuentes o uno o más arroyos efímeros o perennes. [6]
Los abanicos aluviales son comunes en el registro geológico , como en las cuencas del Triásico del este de América del Norte y la Nueva Arenisca Roja del sur de Devon . [7] Estos depósitos en abanico probablemente contienen las mayores acumulaciones de grava en el registro geológico. [8]
Algunos de los abanicos aluviales más grandes se encuentran a lo largo del frente de la montaña del Himalaya en la llanura indogangética . [6] Un desplazamiento del canal de alimentación (una avulsión nodal ) puede provocar inundaciones catastróficas, como ocurrió en el abanico del río Kosi en 2008. [9]
Tamaño y geomorfología
Los abanicos aluviales pueden existir en un amplio espectro de escalas de tamaño, desde solo unos pocos metros de ancho en la base hasta 150 kilómetros de ancho, con una pendiente de 1,5 a 25 grados. [5] La pendiente medida desde el vértice es generalmente cóncava, con la pendiente más pronunciada cerca del vértice (el abanico proximal [10] o la cabeza del abanico [11] ) y se vuelve menos pronunciada más hacia afuera (el abanico medial o medio ) y menos pronunciada en el bordes del ventilador (el ventilador distal o el ventilador exterior ). En el abanico proximal pueden estar presentes depósitos de tamiz , que son lóbulos de grava gruesa. Los sedimentos en un abanico aluvial suelen ser gruesos y mal clasificados, y los sedimentos se vuelven menos gruesos hacia el abanico distal. [4] [1]
Cuando hay suficiente espacio en la llanura aluvial para que todos los depósitos de sedimentos se abran en abanico sin entrar en contacto con las paredes de otros valles o ríos, se desarrolla un abanico aluvial no confinado. Los ventiladores aluviales no confinados permiten que los sedimentos se abaniquen naturalmente y la forma del ventilador no se ve influenciada por otras características topológicas. [12] Cuando la llanura aluvial es estrecha o corta paralela al flujo depositacional, la forma del abanico se ve finalmente afectada. [13] La erosión ondulada o de canal del borde del ventilador a veces produce un ventilador "con puntera recortada". [14]
Cuando numerosos ríos y arroyos salen de un frente de montaña hacia una llanura, los ventiladores pueden combinarse para formar una plataforma continua. En ambientes áridos a semiáridos, esto se conoce como bajada [3] y en climas húmedos la plataforma de abanico continuo se llama abanico aluvial de piedemonte. [12]
Formación
Los abanicos aluviales generalmente se forman donde un canal de alimentación confinado sale de un frente de montaña [15] [16] o un margen de glaciar. [4] A medida que el flujo sale del canal de alimentación hacia la superficie del ventilador, puede extenderse en canales anchos y poco profundos o infiltrarse en la superficie. Esto reduce el poder de transporte del flujo y da como resultado la deposición de sedimentos. [dieciséis]
El flujo en el abanico proximal, donde la pendiente es más pronunciada, generalmente se limita a un solo canal [4] (una zanja de cabeza de abanico [6] ), que puede tener hasta 30 metros (98 pies) de profundidad. [4] Este canal está sujeto a bloqueo por sedimentos acumulados o flujos de escombros , lo que hace que el flujo salga periódicamente de su antiguo canal (avulsión nodal) y cambie a una parte del abanico con un gradiente más pronunciado, donde se reanuda la deposición. [16] Como resultado, normalmente solo una parte del ventilador está activo en un momento en particular, y las áreas desviadas pueden sufrir formación de suelo o erosión. [4]
Los ventiladores aluviales pueden estar dominados por el flujo de escombros o por el flujo de la corriente. [10] [17] El tipo de ventilador que se forma está controlado por el clima, la tectónica y la litología del lecho rocoso en el área que alimenta el flujo al ventilador. [18]
Ventiladores aluviales dominados por el flujo de escombros
Los flujos de escombros son un tipo de deslizamiento de tierra que toma la forma de una masa continua de agua y material que se mueve rápidamente y se compone principalmente de escombros gruesos. Típicamente, del 20 al 80 por ciento de las partículas en un flujo de escombros tienen más de 2 mm de diámetro. [13]
Los abanicos aluviales dominados por el flujo de escombros ocurren en todos los climas, pero son más comunes donde la roca de origen es lutolita o saprolita rica en matriz en lugar de un regolito más grueso y permeable . La abundancia de sedimentos de grano fino fomenta la falla inicial de la ladera y el subsiguiente flujo cohesivo de escombros. La saturación del coluvión rico en arcilla por tormentas eléctricas localmente intensas inicia el colapso de la pendiente. El flujo de desechos resultante viaja por el canal de alimentación y llega a la superficie del ventilador.
Se encuentra que los ventiladores aluviales dominados por el flujo de escombros consisten en una red de canales de distribución en su mayoría inactivos en el ventilador superior que da paso a los lóbulos de nivel medio a inferior. Los canales tienden a llenarse con posteriores flujos de escombros cohesivos. Por lo general, solo un lóbulo está activo a la vez, y los lóbulos inactivos pueden desarrollar barniz del desierto o desarrollar un perfil de suelo a partir de la deposición de polvo eólico, en escalas de tiempo de 1,000 a 10,000 años. [19] Debido a su alta viscosidad, los flujos de detritos tienden a estar confinados al abanico proximal y medial incluso en un abanico aluvial dominado por el flujo de detritos, y las corrientes de agua dominan el abanico distal. [7] Sin embargo, algunos ventiladores dominados por flujo de escombros en climas áridos consisten casi en su totalidad en flujos de escombros y gravas rezagadas del aventado eólico de flujos de escombros, sin evidencia de depósitos de pliegues o tamices. [20] Los abanicos dominados por el flujo de escombros tienden a ser empinados y con poca vegetación. [21]
Ventiladores aluviales dominados por corrientes de agua
Los procesos de flujo de las corrientes tienen lugar en todos los ventiladores aluviales, pero son el proceso principal para el transporte de sedimentos en los ventiladores aluviales dominados por corrientes. [21]
Los ventiladores aluviales dominados por el flujo de arroyos ocurren donde hay un flujo de arroyos perenne, estacional o efímero que alimenta un sistema de canales de distribución en el ventilador. En climas áridos o semiáridos, la deposición está dominada por lluvias poco frecuentes pero intensas que producen inundaciones repentinas en el canal de alimentación. [7] Esto da como resultado inundaciones planas en el abanico aluvial, donde el agua cargada de sedimentos sale de su canal y se esparce por la superficie del abanico. Estos pueden incluir flujos hiperconcentrados que contienen de 20% a 45% de sedimentos. [21] A medida que la inundación retrocede, a menudo deja un rezago de depósitos de grava que tienen la apariencia de una red de arroyos trenzados. [7]
Donde el flujo es más continuo, como ocurre con el derretimiento de la nieve primaveral, el flujo de canales incisos en canales de 1 a 4 metros (3.3 a 13.1 pies) de altura tiene lugar en una verdadera red de arroyos trenzados. [21] Estos abanicos aluviales dominados por corrientes de agua tienden a tener una pendiente menos profunda pero pueden volverse enormes, [7] e incluyen al Kosi y otros abanicos a lo largo del frente de la montaña del Himalaya en la llanura indogangética. [22] Aquí, el movimiento continuo en el empuje del límite principal durante los últimos diez millones de años ha concentrado el drenaje de 750 kilómetros (470 millas) de fachada montañosa en solo tres enormes abanicos. [6]
Un ejemplo de un abanico aluvial activo dominado por corrientes de agua se encuentra en la región semiárida entre las cordilleras de Kunlun y Altun que forman la frontera sur del desierto de Taklamakan en el noroeste de China. [13] Este ventilador en particular tiene 60 kilómetros (37 millas) de longitud total. Un lóbulo del abanico tiene corrientes fluidas que continuamente están depositando sedimentos de modo que el abanico todavía se programa en la llanura aluvial. Los canales de alimentación consisten en canales rectos, así como en instancias de canales trenzados debido al gran volumen de sedimentos provenientes de las tierras altas locales. [13]
Abanicos aluviales en el registro geológico
Los abanicos aluviales son comunes en el registro geológico, pero pueden haber sido particularmente importantes antes de la evolución de las plantas terrestres a mediados del Paleozoico. [23] Son características de las cuencas delimitadas por fallas y pueden tener 5.000 metros (16.000 pies) o más de espesor debido al hundimiento tectónico de la cuenca y al levantamiento del frente de la montaña. La mayoría son de color rojo a partir de la hematita producida por la alteración diagenética de minerales ricos en hierro en un entorno oxidante poco profundo. Ejemplos de paleofans incluyen las cuencas triásicas del este de América del Norte y la nueva piedra arenisca roja del sur de Devon, [7] el Devónico Cuenca Hornelen de Noruega, y el Devonian- carbonífero en la península Gaspé de Canadá. [23] Tal depósito en abanico probablemente contiene las mayores acumulaciones de grava en el registro geológico. [8]
Facies deposicional
Los abanicos aluviales se caracterizan por una sedimentación gruesa, aunque con un afinamiento general proximal a distal. Gravas muestran bien desarrollado imbricación entre los sacos de inmersión hacia el ápice. [7] Los depósitos de abanico suelen mostrar una clasificación inversa bien desarrollada causada por una construcción externa del abanico. Sin embargo, algunos fanáticos muestran calificaciones normales que indican inactividad o incluso retiro de fanáticos. Las secuencias de clasificación normales o inversas pueden tener un espesor de cientos a miles de metros. [23] Las facies deposicionales que se han informado para los abanicos aluviales incluyen flujos de detritos, inundaciones laminares e inundaciones de corrientes de régimen superior, depósitos de tamices y corrientes de corrientes trenzadas. [7] [24]
Los depósitos de flujo de detritos son comunes en el abanico proximal y medial. [7] Estos consisten en bloques y grava maciza de grano grueso que contienen porciones relativamente grandes de matriz de grano fino. [12] Los depósitos de flujo de escombros carecen de estructura sedimentaria, aparte del lecho ocasional de clasificación inversa hacia la base, y están mal clasificados. [25] El abanico proximal también puede incluir lóbulos de grava que se han interpretado como depósitos de criba, donde la escorrentía se infiltra rápidamente y deja atrás solo el material grueso. Sin embargo, los lóbulos de grava también se han interpretado como depósitos de flujo de detritos. [25] El conglomerado que se origina como escombros fluye en abanicos aluviales se describe como fanglomerado . [26]
Los depósitos de corrientes fluviales tienden a ser en forma de láminas, mejor clasificados y, a veces, muestran estructuras sedimentarias bien desarrolladas, como estratos cruzados. Estos son más frecuentes en el abanico medial y distal. [21] En el abanico distal, donde los canales son muy poco profundos y trenzados, los depósitos de flujo de la corriente consisten en intercalaciones arenosas con estratificación plana e inclinada. [27] El abanico medial de un abanico aluvial dominado por corrientes fluviales muestra casi las mismas facies deposicionales que los entornos fluviales ordinarios, por lo que la identificación de abanicos aluviales antiguos debe basarse en la paleomorfología radial en un entorno de piedemonte. [28]
Donde los abanicos aluviales están cubiertos por sedimentos de arcilla o marga, pueden ser una trampa potencial para los hidrocarburos y un posible objetivo de exploración. [12]
Controles sobre la evolución del sistema depositacional
Los abanicos aluviales se construyen en respuesta a la erosión inducida por el levantamiento tectónico , [12] y el engrosamiento hacia arriba de los lechos refleja los ciclos de erosión en las tierras altas que alimentan los sedimentos al abanico. Sin embargo, el clima y los cambios en el nivel base pueden ser igualmente importantes. Los abanicos aluviales en el Himalaya muestran abanicos más viejos atrincherados y cubiertos por abanicos más jóvenes, que a su vez están cortados por profundos valles incisos que muestran dos niveles de terraza. La datación mediante termoluminiscencia estimulada óptica (OSL) sugiere una pausa de 70 a 80 mil años entre los ventiladores antiguos y los nuevos, con evidencia de inclinación tectónica hace 45 mil años y el fin de la deposición del ventilador hace 20 mil años. Se cree que tanto la pausa como el final más reciente de la deposición del abanico están relacionados con períodos de mayor precipitación monzónica del suroeste. La datación de los lechos en el Valle de la Muerte sugiere que los picos de deposición en abanico durante los últimos 25 mil años ocurrieron durante épocas de rápido cambio climático, tanto de húmedo a seco como de seco a húmedo. [29]
En climas áridos
Los abanicos aluviales se encuentran a menudo en áreas desérticas a menudo sometidas a inundaciones repentinas periódicas de tormentas eléctricas cercanas en colinas locales . El curso de agua típico en un clima árido tiene una gran cuenca en forma de embudo en la parte superior, que conduce a un desfiladero estrecho , que se abre en un abanico aluvial en la parte inferior. Generalmente, hay múltiples corrientes trenzadas presentes y activas durante los flujos de agua. [3]
Las freatófitas (plantas con raíces largas capaces de alcanzar una capa freática profunda ) forman de manera característica tiras de freatófitas en forma de abanico. Las freatófitas pueden formar líneas sinuosas que irradian desde el dedo del pie en abanico. Estos trazan canales enterrados de sedimentos gruesos del abanico que se han entremezclado con sedimentos impermeables de la playa . [30]
En climas húmedos
Los abanicos aluviales también se desarrollan en climas más húmedos. En Nepal, el río Koshi ha construido un megafan que cubre unos 15.000 km 2 (5.800 millas cuadradas) por debajo de su salida de las colinas del Himalaya hacia las llanuras casi niveladas donde el río atraviesa la India antes de unirse al Ganges . A lo largo de los afluentes superiores de Koshi, las fuerzas tectónicas elevan el Himalaya varios milímetros al año. El levantamiento está aproximadamente en equilibrio con la erosión, por lo que el río transporta anualmente unos 100 millones de metros cúbicos (3.500 millones de pies cúbicos) de sedimento a medida que sale de las montañas. La deposición de esta magnitud durante millones de años es más que suficiente para explicar el megafan. [31]
En América del Norte , los arroyos que fluyen hacia el Valle Central de California han depositado abanicos aluviales más pequeños pero aún extensos, como el del río Kings que fluye desde Sierra Nevada, lo que crea una división baja , convirtiendo el extremo sur del Valle de San Joaquín en un endorreico. Cuenca sin conexión al océano . [32]
Riesgos de inundaciones
El mayor peligro natural en los abanicos aluviales son las inundaciones, los flujos hiperconcentrados y los flujos de escombros, que generalmente son el resultado de lluvias intensas y prolongadas. Las inundaciones comúnmente toman la forma de inundaciones repentinas breves (varias horas) pero enérgicas que ocurren con poca o ninguna advertencia. Estos se caracterizan por altas velocidades y capacidad de transporte de sedimentos. Los flujos de escombros se asemejan al concreto recién vertido, que consiste principalmente en escombros gruesos. Los flujos hiperconcentrados son intermedios entre las inundaciones y los flujos de escombros, con un contenido de agua entre el 40 y el 80 por ciento en peso. Las inundaciones pueden pasar a flujos hiperconcentrados a medida que arrastran sedimentos, mientras que los flujos de escombros pueden convertirse en flujos hiperconcentrados si se diluyen con agua. Debido a que las inundaciones en los abanicos aluviales transportan grandes cantidades de sedimentos, los canales pueden bloquearse rápidamente, creando una gran incertidumbre sobre las rutas de flujo que magnifica los peligros. [13] [33]
En agosto de 2008, los altos flujos del monzón atravesaron el terraplén del río Koshi , desviando la mayor parte del río hacia un antiguo canal desprotegido y a través de las tierras circundantes con una alta densidad de población que se había mantenido estable durante más de 200 años. [9] Más de un millón de personas se quedaron sin hogar, alrededor de mil perdieron la vida y miles de hectáreas de cultivos fueron destruidas. [34] [35] [36] El Koshi es conocido como el Dolor de Bihar por contribuir desproporcionadamente al número de muertos en la India por inundaciones, que superan a los de todos los países excepto Bangladesh . [37]
En el sistema solar
Marte
Los abanicos aluviales también se encuentran en Marte que descienden de algunos bordes de cráteres sobre sus pisos más planos. [38] Se han encontrado tres abanicos aluviales en el cráter Saheki . Estos ventiladores confirmaron el flujo fluvial pasado en el planeta y apoyaron aún más la teoría de que el agua líquida alguna vez estuvo presente de alguna forma en la superficie marciana. [5] Además, las observaciones de los ventiladores en el cráter Gale realizadas por satélites desde la órbita han sido ahora confirmadas por el descubrimiento de sedimentos fluviales por el rover Curiosity . [39]
Titán
Los abanicos aluviales han sido observados por la misión Cassini-Huygens en Titán utilizando el instrumento de radar de apertura sintética (SAR) del orbitador Cassini . Estos abanicos son más comunes en las latitudes medias más secas al final de los ríos de metano / etano, donde se cree que se produce un humedecimiento y secado frecuentes debido a las precipitaciones, al igual que los abanicos áridos de la Tierra. Las imágenes de radar sugieren que el material del ventilador probablemente esté compuesto por granos redondos de hielo de agua o compuestos orgánicos sólidos de unos dos centímetros de diámetro. [40]
Ver también
- Aluvión : suelo suelto o sedimento que se erosiona y vuelve a depositar en un entorno no marino.
- Llanura de inundación : tierra adyacente a un río que se inunda durante períodos de alta descarga
- Depósito de placer
- Delta del río - Forma de relieve de deposición de limo en la desembocadura de un río
- Ventilador subacuático
- Uso de agua en abanicos aluviales
Referencias y notas
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