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Evolución de las laderas

La evolución de las laderas se refiere a los cambios en las tasas de erosión , los estilos de erosión y la forma de las pendientes de colinas y montañas a lo largo del tiempo. M...

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La evolución de las laderas se refiere a los cambios en las tasas de erosión , los estilos de erosión y la forma de las pendientes de colinas y montañas a lo largo del tiempo.

Modelos conceptuales

Durante la mayor parte del siglo XX, se difundieron ampliamente tres modelos de evolución de laderas: descenso de la pendiente, reemplazo de la pendiente y retroceso de la pendiente paralela. Hasta la década de 1950, los modelos de evolución de la forma de las laderas fueron fundamentales en la geomorfología . La comprensión moderna es que la evolución de las pendientes es mucho más compleja de lo que implican los modelos clásicos de descenso, reemplazo y retroceso. [ 1 ]

Disminución de la pendiente

La disminución de la pendiente fue propuesta por William Morris Davis en su teoría del ciclo de erosión . Consiste en una disminución gradual del ángulo de la pendiente a medida que la incisión del arroyo se ralentiza. Esto se acompaña de la acumulación de regolito de grano fino proveniente de la meteorización , a medida que las pendientes se vuelven más suaves . [ 1 ]

Sustitución de taludes

El reemplazo de taludes fue propuesto inicialmente por Walther Penck, quien cuestionó las ideas de Davis sobre el desarrollo de taludes. El reemplazo de taludes describe una evolución de los taludes asociada con tasas decrecientes de erosión general ( denudación ). Comienza con un aplanamiento de la parte más baja del talud que se propaga hacia arriba y hacia atrás, haciendo que la parte superior del talud retroceda y disminuya su ángulo, mientras que permanece más empinada que las partes inferiores. [ 1 ] En palabras del propio Penck: "El aplanamiento de los taludes siempre ocurre de abajo hacia arriba". [ 2 ]

Retirada de ladera paralela

Las laderas evolucionan por retroceso paralelo cuando la resistencia de la masa rocosa de la ladera permanece constante y los detritos basales, como los taludes , se eliminan continuamente. Sin embargo, en realidad, una resistencia de la roca tan uniforme es poco común. La resistencia de la roca está relacionada con la meteorización y la meteorización con el clima, por lo que, en grandes distancias o durante largos períodos de tiempo, es improbable que el retroceso de la ladera se mantenga completamente paralelo en ausencia de un control estructural que pueda mantener dicho retroceso. No obstante, este control estructural se encuentra a menudo en áreas donde capas horizontales de roca dura de basalto o roca sedimentaria dura cubren rocas más blandas. Las laderas influenciadas por el control estructural de una capa de roca dura tienden a dejar de evolucionar por retroceso paralelo solo una vez que las capas duras suprayacentes que cubren la roca más blanda se han erosionado por completo. [ 1 ]

La pendiente paralela y el retroceso de la escarpa , aunque propuestos por los primeros geomorfólogos, fueron defendidos notablemente por Lester Charles King . [ 1 ] King consideraba que el retroceso de la escarpa y la coalescencia de los pedimentos en pediplanices eran procesos dominantes en todo el mundo. Además, afirmaba que la pendiente descendente era un caso especial de desarrollo de la pendiente que se observaba solo en rocas muy débiles que no podían mantener una escarpa . [ 3 ] King sostenía que las pendientes convexas en la parte superior y cóncavas en la inferior, sin cara libre, eran una forma que se hizo común a finales del Terciario . King argumentaba que esto era el resultado de un lavado superficial más lento causado por alfombras de hierba , lo que a su vez habría dado lugar a una reptación del suelo relativamente mayor . [ 3 ] [ 4 ]

Actividad desigual

La noción de que las pendientes de un área no se desarrollan simultáneamente se conoce como actividad desigual. Colin Hayter Crick , quien acuñó el término, propuso que la actividad desigual puede regularse mediante la remoción de detritos en la base de las pendientes. Siguiendo esta idea, la erosión marina y la migración lateral de los arroyos son de suma importancia, ya que estos procesos son eficaces para remover los detritos. [ 5 ] La actividad desigual también implica que existen grandes disparidades entre la erosión fluvial cerca de los cauces y las tierras altas aparentemente inalteradas, y entre las cabeceras con erosión limitada y los cursos medios e inferiores de los arroyos, que son más activos. [ 6 ] De esto se deduce que los paisajes y las pendientes con erosión fluvial limitada pueden considerarse, en muchos casos, estancados en su evolución. [ 6 ]

Modelos numéricos

A diferencia de los primeros modelos conceptuales que intentaban predecir la forma de la pendiente, varios modelos numéricos de erosión se centran en describir lo que sucede en un momento dado y no se preocupan por los cambios de forma.

Las tasas de erosión promedio para una pendiente se han estimado utilizando modelos numéricos. [ 7 ] Utilizando la ecuación de transferencia de calor de Fourier como plantilla, WEH Culling razonó que el flujo de masa a través del gradiente de altura de una pendiente podría describirse de manera similar a: [ 7 ] [ 8 ]

Ecuación (1) q̃ = − K∇z

En el lado izquierdo se encuentra el flujo de sedimentos, que es el volumen de masa que pasa por una línea cada unidad de tiempo (L 3 /LT). K es una constante de velocidad (L 2 /T), y ∇z es la pendiente o diferencia de altura entre dos puntos en una pendiente dividida por su distancia horizontal. Este modelo implica que los flujos de sedimentos se pueden estimar a partir de los ángulos de la pendiente ( ∇z ). Se ha demostrado que esto es cierto para pendientes de ángulo bajo. Para pendientes más pronunciadas no es posible inferir los flujos de sedimentos. Para abordar esta realidad, se puede aplicar el siguiente modelo para pendientes de ángulo alto: [ 7 ]

Ecuación (2) q̃ = ⁠ − K∇z / 1 − (| ∇z |/ S c ) 2 ⁠

S c representa aquí el gradiente crítico en el que la erosión y los flujos de sedimentos se descontrolan. Este modelo muestra que cuando ∇z está lejos de S c, se comporta como en la ecuación 1. Por el contrario, cuando ∇z se aproxima a S c, las tasas de erosión se vuelven extremadamente altas. Esta última característica puede representar el comportamiento de los deslizamientos de tierra en terrenos escarpados. [ 7 ]

A bajas tasas de erosión, una mayor incisión de arroyos o ríos puede hacer que las pendientes suaves se conviertan en formas convexas. Las formas convexas pueden, por lo tanto, reflejar indirectamente el levantamiento acelerado de la corteza y su incisión fluvial asociada. [ 9 ] [ 10 ] [ A ] Como muestra la ecuación 2, el ángulo de las pendientes pronunciadas cambia muy poco incluso con aumentos muy altos de las tasas de erosión, lo que significa que no es posible inferir las tasas de erosión a partir de la topografía en pendientes pronunciadas, salvo que se insinúan que son mucho más altas que para pendientes de menor ángulo. [ 7 ]

colinas parabólicas

Desde los trabajos de Grove Karl Gilbert (1909) y William Morris Davis (1892), se ha considerado durante mucho tiempo que las colinas convexas o parabólicas cubiertas de suelo reflejan condiciones de equilibrio de estado estacionario de producción y erosión del suelo . [ 7 ] [ 11 ] [ 12 ] Contrariamente a lo que debería implicar un equilibrio entre las funciones de tasas de erosión descritas anteriormente y la función de producción de suelo , la profundidad del suelo puede variar considerablemente en las colinas parabólicas como resultado de la meteorización estocástica de la roca madre en suelo. Esto significa que las tasas de formación de suelo esperadas a partir de la función de producción de suelo podrían variar enormemente en un paisaje en equilibrio geomorfológico. [ 12 ]

Las colinas convexas suelen estar asociadas a tors . [ 13 ] La modelización numérica indica que en entornos periglaciares, las cimas convexas amplias y de baja pendiente pueden formarse en no menos de millones de años. Durante la evolución de estas pendientes, se calcula que las pendientes iniciales más pronunciadas dan lugar a la formación de numerosos tors durante el descenso y ensanchamiento del área convexa. La presencia de numerosos tors indicaría, por lo tanto, que el paisaje original era más escarpado y no más plano que el paisaje actual. [ 14 ]

Notas

  1. ↑ A Walther Penck se le atribuye comúnmente, pero erróneamente, la idea de que el levantamiento acelerado conduce a la formación de pendientes convexas. [ 9 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Summerfield, Michael A. (1991). «Procesos exógenos y formas del relieve». Geomorfología global: Una introducción al estudio de las formas del relieve . Pearson Education. págs. 184–185 . ISBN  0-582-30156-4.
  2. ^ Bremer, Hanna (1983). "Albrecht Penck (1858-1945) y Walther Penck (1888-1923), dos geomorfólogos alemanes". Zeitschrift für Geomorfología . 27 (2): 129– 138. Bibcode : 1983ZGm....27..129B . doi : 10.1127/zfg/27/1983/129 .
  3. 1 2 Twidale, CR (1992), "El rey de las llanuras: las contribuciones de Lester King a la geomorfología", Geomorphology , 5 (6): 491– 509, Bibcode : 1992Geomo...5..491T , doi : 10.1016/0169-555x(92)90021-f
  4. ↑ King, LC (1953). "Cánones de la evolución del paisaje" . Boletín de la Sociedad Geológica de América . 64 (7): 721– 752. Bibcode : 1953GSAB...64..721K . doi : 10.1130/0016-7606(1953)64 [ 721:cole ] 2.0.co ; 2 .
  5. ↑ Huggett, pág. 440
  6. 1 2 Twidale, CR (1993). "CH Crickmay, un rebelde canadiense". Geomorphology . 6 (4): 357– 372. Bibcode : 1993Geomo...6..357T . doi : 10.1016/0169-555x(93)90055-7 .
  7. 1 2 3 4 5 6 Roering, Joshua J.; Kirchner, James W.; Dietrich, William E. (2001). "Evolución de laderas mediante transporte no lineal dependiente de la pendiente: morfología en estado estacionario y escalas de tiempo de ajuste del equilibrio". Journal of Geophysical Research . 106 (B8): 16499– 16513. Bibcode : 2001JGR...10616499R . doi : 10.1029/2001jb000323 .
  8. ↑ Culling, WEH (1960). "Teoría analítica de la erosión". The Journal of Geology . 68 (3): 336– 344. Bibcode : 1960JG.....68..336C . ​​doi : 10.1086/626663 . S2CID 128740332 . 
  9. 1 2 Simons, Martin (1962), "El análisis morfológico de las formas del relieve: una nueva revisión del trabajo de Walther Penck (1888-1923)", Transactions and Papers (Institute of British Geographers) , 31 (31): 1–14 , doi : 10.2307/621083 , JSTOR 621083 
  10. ↑ Chorley et al ., pág. 790
  11. ↑ Fernandes, Nelson F.; Dietrich, William E. (1997). "Evolución de laderas mediante procesos difusivos: la escala temporal para ajustes de equilibrio" . Water Resources Research . 33 (6): 1307– 1318. Bibcode : 1997WRR....33.1307F . doi : 10.1029/97wr00534 .
  12. 1 2 Riggins, Susan G.; Anderson, Robert S.; Prestrud Anderson, Suzanne; Tye, Andrew M. (2011). "Resolviendo un enigma de una cima de colina en estado estacionario con profundidades de suelo y tasas de producción variables, Bodmin Moor, Reino Unido". Geomorphology . 128 ( 1– 2): 73– 84. Bibcode : 2011Geomo.128...73R . doi : 10.1016/j.geomorph.2010.12.023 .
  13. ↑ Linton, David L. (1955). "El problema de los tors". The Geographical Journal . 121 (4): 470– 487. Bibcode : 1955GeogJ.121..470L . doi : 10.2307/1791756 . JSTOR 1791756 . 
  14. ↑ Anderson, Robert S. (2002). "Modelado de las crestas punteadas de tor, los bordes del lecho rocoso y los perfiles parabólicos de las superficies alpinas altas de la cordillera Wind River, Wyoming". Geomorphology . 46 ( 1– 2): 35– 58. Bibcode : 2002Geomo..46...35A . doi : 10.1016/s0169-555x(02)00053-3 .
Bibliografía
  • Chorley, Richard J.; Beckinsale, Robert P.; Dunn, Antony J. (2005) [1973]. «Capítulo veintidós». Historia del estudio de las formas del relieve . Vol.  dos. Biblioteca electrónica de Taylor & Francis.
  • Hugget, Richard John (2011) [2002]. «Evolución del paisaje: Geomorfología a largo plazo». Fundamentos de Geomorfología (3.ª  ed.). Routledge. ISBN 978-0-203-86008-3.