Duna
Colina de arena suelta formada por procesos eólicos o por el flujo del agua.

Campos de dunas en el desierto australiano .
Dunas de arena del Barrio Vacío al este del oasis de Liwa , Emiratos Árabes Unidos

Una duna es una forma de relieve compuesta de arena impulsada por el viento o el agua . Por lo general, adopta la forma de un montículo, una cresta o una colina. [1] Una zona con dunas se denomina sistema de dunas [2] [3] [4] [5] o un complejo de dunas . [6] Un gran complejo de dunas se denomina campo de dunas , [7] mientras que las regiones amplias y planas cubiertas de arena o dunas barridas por el viento, con poca o ninguna vegetación, se denominan ergs o mares de arena . [8] [9] [10] Las dunas se presentan en diferentes formas y tamaños, pero la mayoría de los tipos de dunas son más largas en el lado de stoss (flujo ascendente), donde la arena es empujada hacia arriba de la duna, y tienen una cara de deslizamiento más corta en el lado de sotavento. [11] El valle o canal entre las dunas se denomina holgura de dunas . [12]

Las dunas son más comunes en ambientes desérticos, donde la falta de humedad dificulta el crecimiento de la vegetación que de otra manera interferiría con el desarrollo de las dunas. Sin embargo, los depósitos de arena no se limitan a los desiertos, y las dunas también se encuentran a lo largo de las costas marinas, a lo largo de los arroyos en climas semiáridos, en áreas de afloramiento glacial y en otras áreas donde el lecho de roca arenisca mal cementado se desintegra para producir un amplio suministro de arena suelta. [13] Las dunas subacuáticas pueden formarse a partir de la acción del flujo de agua ( procesos fluviales ) sobre lechos de arena o grava de ríos , estuarios y el lecho marino. [14] [15]

Algunas zonas costeras tienen uno o más conjuntos de dunas que corren paralelas a la línea de costa directamente tierra adentro desde la playa . En la mayoría de los casos, las dunas son importantes para proteger la tierra contra posibles estragos causados ​​por las olas de tormenta del mar . [16] A veces se construyen dunas artificiales para proteger las zonas costeras. [17] [18] La acción dinámica del viento y el agua a veces puede hacer que las dunas se desplacen, lo que puede tener graves consecuencias. Por ejemplo, la ciudad de Eucla, Australia Occidental , tuvo que ser reubicada en la década de 1890 debido a la deriva de las dunas. [19]

La palabra moderna "duna" llegó al inglés desde el francés alrededor de 1790, [20] que a su vez proviene del holandés medio dūne . [14]

Formación

La arena que golpea contra la arena tiene más probabilidades de quedarse pegada; la arena que golpea una superficie más coherente tiene más probabilidades de rebotar ( saltación ). Este ciclo de retroalimentación exacerbante ayuda a que la arena se acumule en las dunas.

No existe una distinción universalmente precisa entre ondulaciones, dunas y draas, [21] que son todos depósitos del mismo tipo de materiales. Las dunas se definen generalmente como aquellas de más de 7 cm de altura y que pueden tener ondulaciones, mientras que las ondulaciones son depósitos de menos de 3 cm de altura. [22] Una draa es una forma de relieve eólico muy grande, con una longitud de varios kilómetros y una altura de decenas a cientos de metros, y que puede tener dunas superpuestas. [23]

Las dunas están formadas por partículas del tamaño de la arena y pueden estar compuestas de cuarzo, carbonato de calcio, nieve, yeso u otros materiales. El lado de la duna que va a barlovento/río arriba/corriente arriba se denomina lado de stoss; el lado de corriente abajo se denomina lado de sotavento. La arena es empujada (arrastrada) o rebota ( saltación ) hacia arriba por el lado de stoss y se desliza hacia abajo por el lado de sotavento. El lado de la duna por el que se ha deslizado la arena se denomina cara de deslizamiento (o slipface).

La fórmula de Bagnold da la velocidad a la que se pueden transportar las partículas.

Dunas eólicas

Formas de las dunas eólicas

Se reconocen cinco tipos básicos de dunas: en forma de medialuna, lineales, en estrella, en domo y parabólicas. Las áreas de dunas pueden presentarse en tres formas: simples (dunas aisladas de tipo básico), compuestas (dunas más grandes sobre las que se forman dunas más pequeñas del mismo tipo) y complejas (combinaciones de diferentes tipos). [24]

Barján o creciente

Dunas aisladas en la superficie de Marte . La dirección dominante del viento sería de izquierda a derecha.

Las dunas barchan son montículos con forma de medialuna, generalmente más anchos que largos. Las superficies de deslizamiento del lado de sotavento se encuentran en los lados cóncavos de las dunas. Estas dunas se forman con vientos que soplan constantemente desde una dirección (vientos unimodales). Forman medialunas separadas cuando el suministro de arena es comparativamente pequeño. Cuando el suministro de arena es mayor, pueden fusionarse en crestas barchanoides y luego en dunas transversales (ver a continuación).

Algunos tipos de dunas en forma de medialuna se desplazan más rápidamente sobre superficies desérticas que cualquier otro tipo de duna. Un grupo de dunas se desplazó más de 100 metros por año entre 1954 y 1959 en la provincia china de Ningxia , y se han registrado velocidades similares en el desierto occidental de Egipto . Las dunas en forma de medialuna más grandes de la Tierra, con una anchura media de cresta a cresta de más de tres kilómetros, se encuentran en el desierto de Taklamakan , en China . [24]

Dunas transversales

Las abundantes dunas barjanes pueden fusionarse en crestas barcanoides, que luego se transforman en dunas transversales lineales (o ligeramente sinuosas), llamadas así porque se encuentran transversales a la dirección del viento, y el viento sopla perpendicular a la cresta de la cresta. [25]

Seif o dunas longitudinales

Las dunas de Seif son dunas lineales (o ligeramente sinuosas) con dos caras de deslizamiento. [25] Las dos caras de deslizamiento hacen que tengan crestas afiladas. Se las llama dunas de Seif , que proviene de la palabra árabe que significa "espada". Pueden tener más de 160 kilómetros (100 millas) de largo, por lo que son fácilmente visibles en imágenes satelitales (ver ilustraciones).

Las dunas de Seif están asociadas a vientos bidireccionales. Los ejes largos y las crestas de estas dunas se extienden a lo largo de la dirección resultante del movimiento de la arena (de ahí el nombre "longitudinal"). [26] Algunas dunas lineales se fusionan para formar dunas compuestas en forma de Y. [24]

La formación de las dunas es un tema de debate. Ralph Bagnold , en The Physics of Blown Sand and Desert Dunes , sugirió que algunas dunas seif se forman cuando una duna barján se mueve hacia un régimen de viento bidireccional y un brazo o ala de la medialuna se alarga. Otros sugieren que las dunas seif se forman por vórtices en un viento unidireccional. [25] En los canales protegidos entre dunas seif altamente desarrolladas, se pueden formar barján, porque el viento se ve obligado a ser unidireccional por las dunas.

  • Dunas de arena de Rub' al Khali (cuarto vacío árabe) fotografiadas por Terra (EOS AM-1). La mayoría de estas dunas son dunas seif. Su origen a partir de barjanes se sugiere por los rechonchos "ganchos" remanentes que se ven en muchas de las dunas. El viento soplaría de izquierda a derecha.
    Dunas de arena de Rub' al Khali (cuarto vacío árabe) fotografiadas por Terra (EOS AM-1). La mayoría de estas dunas son dunas seif. Su origen a partir de barjanes se sugiere por los rechonchos "ganchos" remanentes que se ven en muchas de las dunas. El viento soplaría de izquierda a derecha.
  • Grandes dunas lineales en el Gran Mar de Arena, en el suroeste de Egipto, vistas desde la Estación Espacial Internacional. La distancia entre cada duna es de 1,5 a 2,5 km.
    Grandes dunas lineales en el Gran Mar de Arena , en el suroeste de Egipto , vistas desde la Estación Espacial Internacional . La distancia entre cada duna es de 1,5 a 2,5 km.
  • El modelo longitudinal de dirección media de la formación de dunas de Seif
    El modelo longitudinal de dirección media de la formación de dunas de Seif
  • Duna transversal con viento soplando a través de la cresta
    Por el contrario, las dunas transversales se forman cuando el viento sopla perpendicularmente a las crestas y tienen una sola cara de deslizamiento, en el lado de sotavento. El lado de stoss es menos empinado.
  • Animación del viento que empuja las dunas transversales. La arena sopla desde el lado de la duna hacia el lado menos arenoso, donde queda enterrada por la siguiente capa. La duna se mueve y una sección transversal que la atraviesa muestra la estratificación cruzada diagonal.
    Las dunas transversales se encuentran perpendiculares al viento, que las mueve hacia adelante, produciendo la estratificación cruzada que se muestra aquí.

Las dunas de Seif son comunes en el Sahara. Tienen una altura de hasta 300 m (980 pies) y una longitud de 300 km (190 mi). En el tercio sur de la península arábiga, un vasto erg , llamado Rub' al Khali o Cuarto Vacío, contiene dunas de Seif que se extienden por casi 200 km (120 mi) y alcanzan alturas de más de 300 m (980 pies).

Las colinas lineales de loess, conocidas como pahas, son superficialmente similares. Estas colinas parecen haberse formado durante la última edad de hielo en condiciones de permafrost dominadas por una escasa vegetación de tundra .

Estrella

Las dunas estrelladas son montículos de arena piramidales con superficies de deslizamiento en tres o más brazos que irradian desde el centro alto del montículo. Suelen acumularse en áreas con regímenes de viento multidireccionales. Las dunas estrelladas crecen hacia arriba en lugar de lateralmente. Dominan el Gran Erg Oriental del Sahara. En otros desiertos, se encuentran alrededor de los márgenes de los mares de arena , particularmente cerca de barreras topográficas. En el desierto de Badain Jaran , al sureste de China, las dunas estrelladas miden hasta 500 metros de altura y pueden ser las dunas más altas de la Tierra.

Cúpula

Montículos ovalados o circulares que generalmente carecen de superficie de deslizamiento. Las dunas en forma de domo son poco frecuentes y se encuentran en los márgenes más alejados de los mares de arena.

Lunetas

Las dunas fijas en forma de medialuna que se forman en los márgenes de sotavento de playas y valles fluviales en regiones áridas y semiáridas en respuesta a la(s) dirección(es) de los vientos predominantes se conocen como lunetas, dunas que bordean la fuente, bourrelets y dunas de arcilla. Pueden estar compuestas de arcilla, limo, arena o yeso, erosionados desde el fondo de la cuenca o la orilla, transportados hacia arriba por el lado cóncavo de la duna y depositados en el lado convexo. Los ejemplos en Australia tienen hasta 6,5 ​​km de largo, 1 km de ancho y hasta 50 metros de alto. También se encuentran en el sur y oeste de África , y en partes del oeste de los Estados Unidos, especialmente Texas. [27]

Parabólico

Esquema de dunas parabólicas costeras

Los montículos de arena en forma de U con puntas convexas seguidas de brazos alargados son dunas parabólicas. Estas dunas se forman a partir de dunas de reventón donde la erosión de la arena con vegetación da lugar a una depresión en forma de U. Los brazos alargados se mantienen en su lugar gracias a la vegetación; el brazo más grande conocido en la Tierra alcanza los 12 km. A veces, estas dunas se denominan en forma de U, dunas de reventón o dunas de horquilla, y son muy conocidas en los desiertos costeros. A diferencia de las dunas en forma de medialuna, sus crestas apuntan contra el viento. La mayor parte de la arena de la duna migra hacia adelante.

En la vista en planta, se trata de montículos en forma de U o de V de arena bien clasificada, de muy fina a mediana, con brazos alargados que se extienden en dirección contraria al viento detrás de la parte central de la duna. Hay superficies de deslizamiento que suelen aparecer en el lado exterior de la nariz y en las laderas exteriores de los brazos.

Estas dunas se forman a menudo en zonas semiáridas, donde la precipitación se retiene en las partes más bajas de la duna y en los suelos subyacentes. La estabilidad de las dunas se atribuía antiguamente a la cubierta vegetal, pero investigaciones recientes han señalado al agua como la principal fuente de estabilidad de las dunas parabólicas. La vegetación que las cubre (pastos, arbustos y árboles) ayuda a anclar los brazos posteriores. En los desiertos del interior, las dunas parabólicas suelen originarse y extenderse a sotavento a partir de desbordes en capas de arena ancladas solo parcialmente por la vegetación. También pueden originarse en arenas de playa y extenderse tierra adentro hacia áreas con vegetación en zonas costeras y en las orillas de grandes lagos.

La mayoría de las dunas parabólicas no alcanzan alturas superiores a algunas decenas de metros, salvo en su parte frontal, donde la vegetación detiene o ralentiza el avance de la arena acumulada.

Las dunas parabólicas simples tienen un solo conjunto de brazos que se extienden en dirección contraria al viento, detrás del morro delantero. Las dunas parabólicas compuestas son formaciones fusionadas con varios conjuntos de brazos posteriores. Las dunas parabólicas complejas incluyen formas subsidiarias superpuestas o fusionadas, generalmente de formas lineales o barcanoides.

Las dunas parabólicas, al igual que las dunas en forma de medialuna, se encuentran en zonas donde los vientos muy fuertes son en su mayoría unidireccionales. Aunque estas dunas se encuentran en zonas que hoy se caracterizan por velocidades de viento variables, los vientos efectivos asociados con el crecimiento y la migración de las dunas parabólicas y en forma de medialuna probablemente sean los más constantes en cuanto a dirección del viento.

El tamaño de grano de estas arenas bien clasificadas, de muy finas a medianas, es de aproximadamente 0,06 a 0,5 mm. Las dunas parabólicas tienen arena suelta y pendientes pronunciadas solo en sus flancos exteriores. Las pendientes interiores están en su mayoría bien compactadas y ancladas por vegetación, al igual que los corredores entre dunas individuales. Debido a que todos los brazos de duna están orientados en la misma dirección y los corredores entre dunas generalmente están limpios de arena suelta, los corredores generalmente se pueden atravesar entre los brazos posteriores de la duna. Sin embargo, cruzar directamente sobre la duna pasando por los brazos posteriores puede ser muy difícil. Además, atravesar la punta también es muy difícil porque la punta generalmente está formada por arena suelta sin mucha vegetación o ninguna.

Un tipo de duna parabólica extensa que carece de superficies de deslizamiento discernibles y tiene principalmente arena de grano grueso se conoce como zibar . [28] El término zibar proviene de la palabra árabe para describir "crestas transversales onduladas ... con una superficie dura". [29] Las dunas son pequeñas, tienen un relieve bajo y se pueden encontrar en muchos lugares del planeta, desde Wyoming (Estados Unidos) hasta Arabia Saudita y Australia. [30] El espaciamiento entre zibares varía de 50 a 400 metros y no llegan a tener más de 10 metros de altura. [31] Las dunas se forman a unos noventa grados con respecto al viento predominante que arrastra la arena pequeña de grano fino dejando atrás la arena de grano más grueso para formar la cresta. [32]

Dunas invertidas

Duna invertida que muestra una pequeña cara de deslizamiento sobre la cara principal de stoss (contra el viento)

Las dunas invertidas, que se producen en cualquier lugar donde los vientos cambian periódicamente de dirección, son variedades de cualquiera de las formas anteriores. Estas dunas suelen tener superficies de deslizamiento mayores y menores orientadas en direcciones opuestas. Las superficies de deslizamiento menores suelen ser temporales, ya que aparecen después de un viento inverso y generalmente se destruyen cuando el viento vuelve a soplar en la dirección dominante. [25]

Draas

La Duna Nueve en Sossusvlei , Namibia, tiene más de 300 metros de altura.

Las draas son formaciones de dunas de gran escala; pueden tener decenas o algunos cientos de metros de altura, kilómetros de ancho y cientos de kilómetros de longitud. [25] Una vez que una draa ha alcanzado un cierto tamaño, generalmente desarrolla formas de dunas superpuestas. [33] Se cree que son más antiguas y de movimiento más lento que las dunas más pequeñas, [25] y que se forman por crecimiento vertical de dunas existentes. Las draas están muy extendidas en los mares de arena y están bien representadas en el registro geológico . [33]

Complejidad de las dunas

Todas estas formas de dunas pueden presentarse en tres formas: simples (dunas aisladas de tipo básico), compuestas (dunas más grandes sobre las que se forman dunas más pequeñas del mismo tipo) y complejas (combinaciones de diferentes tipos). [24] Las dunas simples son formas básicas con el número mínimo de superficies de deslizamiento que definen el tipo geométrico. Las dunas compuestas son dunas grandes sobre las que se superponen dunas más pequeñas de tipo y orientación de superficie de deslizamiento similares. Las dunas complejas son combinaciones de dos o más tipos de dunas. Una duna en forma de medialuna con una duna en estrella superpuesta en su cresta es la duna compleja más común. Las dunas simples representan un régimen de viento que no ha cambiado en intensidad o dirección desde la formación de la duna, mientras que las dunas compuestas y complejas sugieren que la intensidad y la dirección del viento han cambiado.

Movimiento de dunas

La masa de arena de las dunas puede moverse a barlovento o a sotavento, dependiendo de si el viento entra en contacto con la duna desde abajo o desde arriba de su apogeo. Si el viento golpea desde arriba, las partículas de arena se mueven a sotavento; el flujo de arena a sotavento es mayor que el flujo a barlovento. Por el contrario, si la arena golpea desde abajo, las partículas de arena se mueven a barlovento. Además, si el viento transporta partículas de arena cuando golpea la duna, las partículas de arena de la duna se volcarán más que si el viento hubiera golpeado la duna sin transportar partículas de arena. [34]

Dunas costeras

Dunas costeras cubiertas de hierba alrededor de la desembocadura del río Liver Å en Dinamarca
Rejuvenecimiento de las dunas de Newborough, Gales; vídeo del trabajo realizado por Natural Resources Wales ; 2015

Las dunas costeras [35] se forman cuando la arena húmeda se deposita a lo largo de la costa y se seca y es arrastrada por el viento a lo largo de la playa. [36] Las dunas se forman donde la playa es lo suficientemente ancha como para permitir la acumulación de arena arrastrada por el viento, y donde los vientos predominantes en tierra tienden a arrastrar la arena hacia el interior. Los tres ingredientes clave para la formación de dunas costeras son una gran reserva de arena, vientos que muevan dicha reserva de arena y un lugar donde la reserva de arena se acumule. [37] Los obstáculos (por ejemplo, vegetación, guijarros, etc.) tienden a frenar el viento y provocar la deposición de granos de arena. [38] Estas pequeñas "dunas incipientes" o "dunas de sombra" tienden a crecer en dirección vertical si el obstáculo que frena el viento también puede crecer verticalmente (es decir, la vegetación). Las dunas costeras se expanden lateralmente como resultado del crecimiento lateral de las plantas costeras a través de semillas o rizomas . [39] [40] Los modelos de dunas costeras sugieren que su altura de equilibrio final está relacionada con la distancia entre la línea de agua y donde la vegetación puede crecer. [41] Las dunas costeras se pueden clasificar por dónde se desarrollan o comienzan a tomar forma. Las dunas se agrupan comúnmente en el Grupo de Dunas Primarias o el Grupo de Dunas Secundarias. [35] Las dunas primarias obtienen la mayor parte de su arena de la playa misma, mientras que las dunas secundarias obtienen su arena de la duna primaria. A lo largo del Panhandle de Florida, la mayoría de las dunas se consideran dunas delanteras o montículos. [42] [43] Diferentes ubicaciones alrededor del mundo tienen formaciones de dunas únicas para su perfil costero dado.

Las dunas costeras de arena pueden proporcionar privacidad y/o hábitats para sustentar la flora y fauna local. Animales como serpientes de arena, lagartijas y roedores pueden vivir en dunas costeras de arena, junto con insectos de todo tipo. [44] A menudo se habla de la vegetación de las dunas de arena sin reconocer la importancia que tienen las dunas costeras para los animales. Además, algunos animales, como los zorros y los cerdos salvajes, pueden utilizar las dunas costeras como zonas de caza para encontrar alimento. [45] También se sabe que las aves utilizan las dunas costeras como zonas de anidación. Todas estas especies consideran que el entorno costero de la duna de arena es vital para la supervivencia de su especie.

Con el paso del tiempo, las dunas costeras pueden verse afectadas por ciclones tropicales u otras actividades tormentosas intensas, dependiendo de su ubicación. Trabajos recientes han sugerido que las dunas costeras tienden a evolucionar hacia una morfología alta o baja dependiendo de la tasa de crecimiento de las dunas en relación con la frecuencia de las tormentas. [46] [47] Durante un evento de tormenta, las dunas juegan un papel importante en la minimización de la energía de las olas a medida que se mueven hacia la costa. Como resultado, las dunas costeras, especialmente aquellas en el área de dunas delanteras afectadas por una marejada ciclónica , retrocederán o se erosionarán. [48] Para contrarrestar el daño de la actividad tropical en las dunas costeras, las agencias individuales pueden realizar esfuerzos a corto plazo posteriores a la tormenta mediante cercas para ayudar con la acumulación de arena. [49]

La erosión de una duna durante una marejada ciclónica depende de su ubicación en la costa y del perfil de la playa durante una estación en particular. En aquellas áreas con un clima invernal más severo, durante el verano una playa tiende a adquirir un aspecto más convexo debido a olas más suaves, mientras que la misma playa en invierno puede adquirir un aspecto más cóncavo. Como resultado, las dunas costeras pueden erosionarse mucho más rápidamente en invierno que en verano. Lo contrario es cierto en áreas con un clima estival más severo. [50]

Existen muchas amenazas para estas comunidades costeras. Algunas dunas costeras, por ejemplo las de San Francisco, han sido completamente alteradas por la urbanización, remodelando la duna para el uso humano, lo que pone en riesgo a las especies nativas. Otro peligro, en California y en lugares del Reino Unido específicamente, es la introducción de especies invasoras. Especies de plantas, como Carpobrotus edulis , fueron introducidas desde Sudáfrica en un intento de estabilizar las dunas y proporcionar beneficios hortícolas, pero en cambio se extendieron quitando tierra a las especies nativas. Ammophila arenaria , conocida como hierba de playa europea, tiene una historia similar, aunque no tiene beneficios hortícolas. Tiene una gran cobertura del suelo y, como se pretendía, estabilizó las dunas, pero como efecto secundario no deseado impidió que las especies nativas prosperaran en esas dunas. Un ejemplo de ello es el campo de dunas de Point Reyes, California . Ahora hay esfuerzos para deshacerse de estas dos especies invasoras. [51] [52]

Sucesión ecológica en las dunas costeras

A medida que se forma una duna, se produce la sucesión de plantas . Las condiciones en una duna embrionaria son duras, con la sal marina que se esparce por los fuertes vientos. La duna está bien drenada y a menudo seca, y está compuesta de carbonato de calcio de conchas marinas. Las algas podridas , traídas por las olas de las tormentas, añaden nutrientes para permitir que las especies pioneras colonicen la duna. Por ejemplo, en el Reino Unido, estas especies pioneras suelen ser la hierba barram , la hierba marina y otras hierbas marinas. Estas plantas están bien adaptadas a las duras condiciones de la duna frontal, ya que suelen tener raíces profundas que llegan al nivel freático , nódulos radiculares que producen compuestos nitrogenados y estomas protegidos , lo que reduce la transpiración . Además, las raíces profundas unen la arena y la duna se convierte en una duna frontal a medida que el viento arrastra más arena sobre las hierbas. Las hierbas añaden nitrógeno al suelo, lo que significa que otras plantas menos resistentes pueden colonizar las dunas. Por lo general, se trata de brezos , brezos y aulagas . Estos también están adaptados al bajo contenido de agua del suelo y tienen hojas pequeñas y espinosas que reducen la transpiración. El brezo agrega humus al suelo y generalmente es reemplazado por árboles coníferos , que pueden tolerar un pH bajo del suelo , causado por la acumulación y descomposición de materia orgánica con lixiviación de nitratos. [53] Los bosques de coníferas y los brezales son comunidades clímax comunes para los sistemas de dunas de arena.

Las dunas jóvenes se denominan dunas amarillas y las dunas con un alto contenido de humus se denominan dunas grises . La lixiviación se produce en las dunas, arrastrando el humus hacia las zonas desiertas, y las zonas desiertas pueden estar mucho más desarrolladas que las partes superiores expuestas de las dunas. Por lo general, es en las zonas desiertas donde se desarrollan las especies más raras y existe una tendencia a que el suelo de las zonas desiertas de las dunas esté anegado, donde solo pueden sobrevivir las plantas de los pantanos. En Europa, estas plantas incluyen: sauce rastrero, hierba de algodón, lirio amarillo , juncos y juncos. En cuanto a los vertebrados de las dunas europeas, los sapos corredores a veces se reproducen aquí.

Adaptaciones florales de las dunas costeras

Dunas de arena de Hyypänmäki en Hailuoto , Finlandia
Erosión de las dunas marinas en Talacre , Gales

Los ecosistemas de dunas son lugares en los que resulta extremadamente difícil que las plantas sobrevivan. Esto se debe a una serie de presiones relacionadas con su proximidad al océano y su confinamiento al crecimiento en sustratos arenosos. Entre ellas se incluyen:

  • Poca humedad disponible en el suelo
  • Poca materia orgánica /nutrientes/agua disponibles en el suelo
  • Vientos fuertes
  • Niebla salina
  • Erosión/desplazamiento y, a veces, enterramiento o exposición (debido al desplazamiento)
  • Influencias de las mareas

Las plantas han desarrollado muchas adaptaciones para hacer frente a estas presiones:

  • Raíz pivotante profunda para alcanzar el nivel freático ( Verbena de arena rosa )
  • Sistemas de raíces superficiales pero extensos
  • Rizomas
  • Forma de crecimiento postrada para evitar el viento y la niebla salina ( Abronia spp ., prímula de playa)
  • Forma de crecimiento de Krummholz (ciprés de Monterrey; no es una planta de dunas pero soporta presiones similares)
  • Cutícula engrosada/suculencia para reducir la pérdida de humedad y reducir la absorción de sal ( Ambrosia/Abronia spp., Calystegia soldanella )
  • Hojas pálidas para reducir la insolación ( Artemisia/Ambrosia spp. )
  • Semillas espinosas/puntiagudas para asegurar el establecimiento cerca de la planta madre, reduce las posibilidades de que se las lleve el viento o el mar ( Ambrosia chamissonis )

Dunas de yeso

Campos de dunas de yeso, Parque Nacional White Sands , Nuevo México, Estados Unidos

En los desiertos donde grandes cantidades de montañas de piedra caliza rodean una cuenca cerrada , como en el Parque Nacional White Sands en el centro-sur de Nuevo México , la escorrentía de tormentas ocasionales transporta piedra caliza disuelta y yeso a una capa baja dentro de la cuenca donde el agua se evapora, depositando el yeso y formando cristales conocidos como selenita . Los cristales que quedan por este proceso son erosionados por el viento y depositados como vastos campos de dunas blancas que se asemejan a paisajes cubiertos de nieve. Estos tipos de dunas son raros y solo se forman en cuencas áridas cerradas que retienen el yeso altamente soluble que de lo contrario sería arrastrado al mar. [54]

Dunas de Nabkha

Una nabkha , o duna de monte bajo, es una pequeña duna anclada por vegetación. Suele indicar desertificación o erosión del suelo y sirve como lugar de anidación y madriguera para los animales.

Dunas subacuáticas

Las dunas subacuáticas ( bajo el agua ) se forman sobre un lecho de arena o grava bajo la acción del flujo de agua. Son omnipresentes en canales naturales como ríos y estuarios, y también se forman en canales y tuberías diseñados. [55] [56] [57] Las dunas se mueven río abajo a medida que la pendiente de aguas arriba se erosiona y el sedimento se deposita en la pendiente de aguas abajo o de sotavento en una construcción típica de forma de lecho . [58] En el caso de las dunas barján subacuáticas, el sedimento se pierde por sus extremidades, conocidas como cuernos. [59] [60]

Estas dunas se forman con mayor frecuencia como un "tren" continuo de dunas, que muestra una similitud notable en longitud de onda y altura. La forma de una duna proporciona información sobre su entorno de formación. [61] Por ejemplo, los ríos producen ondulaciones asimétricas, con la cara de deslizamiento más empinada orientada hacia abajo. Las marcas de ondulación preservadas en los estratos sedimentarios en el registro geológico se pueden utilizar para determinar la dirección del flujo de la corriente y, por lo tanto, una indicación de la fuente de los sedimentos.

Las dunas en el lecho de un canal aumentan significativamente la resistencia al flujo, y su presencia y crecimiento juegan un papel importante en las inundaciones de los ríos .

Dunas litificadas

Estratificación cruzada en dunas de arena eólicas litificadas preservadas como arenisca en el Parque Nacional Zion, Utah

Una duna de arena litificada (consolidada) es un tipo de arenisca que se forma cuando una duna de arena marina o eólica se compacta y endurece. Una vez que está en esta forma, el agua que pasa a través de la roca puede transportar y depositar minerales, que pueden alterar el color de la roca. Las capas cruzadas de pilas de dunas litificadas pueden producir patrones de trama cruzada, como los que se ven en el Parque Nacional Zion en el oeste de los Estados Unidos.

Un término del argot, usado en el suroeste de los EE. UU ., para las dunas de arena consolidadas y endurecidas es "slickrock", un nombre que fue introducido por los pioneros del Viejo Oeste porque sus ruedas de carro con borde de acero no podían ganar tracción sobre la roca. [ cita requerida ]

Desertificación

Las dunas de arena pueden tener un impacto negativo en los seres humanos cuando invaden los hábitats humanos. Las dunas de arena se mueven a través de varios medios diferentes, todos ellos ayudados por el viento. Una forma en que las dunas pueden moverse es por saltación , donde las partículas de arena saltan por el suelo como una pelota que rebota . Cuando estas partículas saltan al suelo, pueden golpear otras partículas y hacer que también se muevan, en un proceso conocido como deslizamiento. Con vientos ligeramente más fuertes, las partículas chocan en el aire, causando flujos laminares . En una gran tormenta de polvo , las dunas pueden moverse decenas de metros a través de estos flujos laminares. También como en el caso de la nieve, las avalanchas de arena , que caen por la superficie de deslizamiento de las dunas, que miran en dirección opuesta a los vientos, también mueven las dunas hacia adelante.

La arena amenaza los edificios y los cultivos en África, Oriente Medio y China. Empapar las dunas de arena con petróleo detiene su migración, pero este método utiliza un recurso valioso y es bastante destructivo para los hábitats animales de las dunas. Las vallas de arena también podrían ralentizar su movimiento hasta casi detenerse, pero los geólogos aún están analizando los resultados para encontrar el diseño óptimo de vallas. [62] Evitar que las dunas de arena invadan ciudades, pueblos y zonas agrícolas se ha convertido en una prioridad para el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente . Plantar vegetación en las dunas también ayuda a estabilizarlas.

Conservación

Arena que se desprende de una cresta en las dunas de Kelso del desierto de Mojave , California, EE.UU.

Los hábitats de dunas proporcionan nichos para plantas y animales altamente especializados, incluidas numerosas especies raras y algunas especies en peligro de extinción . Debido a la expansión generalizada de la población humana, las dunas enfrentan la destrucción a través del desarrollo de la tierra y los usos recreativos, así como la alteración para evitar la invasión de arena en áreas habitadas. Algunos países, en particular los Estados Unidos, Australia, Canadá, Nueva Zelanda, el Reino Unido, los Países Bajos y Sri Lanka, han desarrollado importantes programas de protección de dunas mediante el uso de la estabilización de dunas de arena . En el Reino Unido, se ha desarrollado un Plan de Acción de Biodiversidad para evaluar la pérdida de dunas y prevenir la destrucción futura de dunas.

Ejemplos

África

Una duna en Sossusvlei , en el gran parque nacional Namib-Naukluft , Namibia. Observe cómo los árboles se tragan la imagen para dar una idea de la escala.
Árboles y arbustos de espino de camello dispersos en las dunas del desierto de Kalahari en Namibia (2017)
Duna de arena en el desierto de Libia, cerca del oasis de Dakhla al atardecer.
Ondulaciones del viento en las dunas de arena en forma de medialuna (barjans) en el suroeste de Afganistán ( Sistán )

Asia

Frente al mar Mediterráneo en Oliva , Comunidad Valenciana, España

Europa

Duna de 50 m (160 pies) de altura en Salir do Porto , Portugal
Dunas de arena de Lemnos, Grecia

América del norte

Dunas de Guadalupe-Nipomo
Desierto de las Dunas de Cádiz , California

Sudamerica

Dunas de arena blanca en el Parque Nacional Lençóis Maranhenses , Maranhão, Brasil
Dunas costeras en Stockton Beach en la ciudad de Newcastle

Oceanía

Las dunas más altas del mundo

Nota: Esta tabla se basa parcialmente en estimaciones e información incompleta.
DunaAltura desde la base en pies/metrosAltura desde el nivel del mar en pies/metrosUbicaciónNotas
Duna Federico Kirbus≈4.035/1.230≈9,334/2,845Bolsón de Fiambalá, Fiambalá , Provincia de Catamarca , ArgentinaEl más alto del mundo [73]
Cerro Blanco≈3.860/1.176≈6.791/2.080Provincia de Nazca , Región Ica , Perú 14°52′05″S 74°50′17″O / 14.868, -74.838 (Duna de Cerro Blanco)El más alto del Perú, segundo más alto del mundo
Dunas de Badain Jaran≈1,640/500≈6.640/2.020Desierto de Badain Jaran , Llanura de Alashan, Mongolia Interior, Desierto de Gobi , ChinaLas dunas fijas más altas del mundo y las más altas de Asia [74]
Duna Rig-e Yalan≈1,542/470≈3,117/950Desierto de Lut , Kerman, IránEl lugar más caluroso de la Tierra (Gandom Beryan)
Área de dunas más alta promedio1.410/430?≈6.500/1.980?Mar de Arena de Isaouane-n-Tifernine, Sahara argelinoEl más alto de África
Big Daddy/Dune 7
(¿Big Mama?) [75]		1.256/383≈1.870/570Dunas de Sossusvlei, Desierto de Namib , Namibia / Cerca de Walvis Bay Desierto de Namib , NamibiaSegún el Ministerio de Medio Ambiente y Turismo de Namibia, la duna más alta del mundo.
Monte Tempestad≈920/280≈920/280Isla Moreton , Brisbane , AustraliaEl más alto de Australia
Duna de estrellas>750/230≈8.950/2.730Parque Nacional y Reserva Great Sand Dunes , Colorado, EE. UU.El más alto de América del Norte
Duna de Pyla≈345/105≈699/130Bahía de Arcachon , Aquitania, FranciaEl más alto de Europa
Dunas de Ming-Sha?5.660/1.725Oasis de Dunhuang , desierto de Taklamakan, Gansu, China
Duna de Medanoso≈1805/550≈5446/1.660Desierto de Atacama , ChileEl más alto de Chile

Sistemas de dunas de arena

Dunas de Sleeping Bear en Michigan
(dunas costeras con sucesión de formas)

Dunas extraterrestres

Duna de arena en Marte

Es probable que se encuentren dunas en cualquier entorno en el que haya una atmósfera, vientos y polvo importantes. Las dunas son comunes en Marte y en las regiones ecuatoriales de Titán .

Las dunas de Titán incluyen grandes extensiones con longitudes modales de unos 20-30 km. Las regiones no están topográficamente limitadas, y se asemejan a mares de arena. Se interpreta que estas dunas son dunas longitudinales cuyas crestas están orientadas en paralelo a la dirección dominante del viento, lo que generalmente indica un flujo de viento de oeste a este. Es probable que la arena esté compuesta de partículas de hidrocarburos, posiblemente con algo de hielo de agua mezclado. [76]

Las dunas son un tema popular en la ciencia ficción, que aparece en representaciones de planetas desérticos secos [77] que aparecen ya en la película Planeta Prohibido de 1956 y en la novela Dune de Frank Herbert de 1965. [78] [79] [80] El entorno del planeta desértico Arrakis (también conocido como Dune) en la franquicia Dune [81] Dune a su vez inspiró la franquicia Star Wars , [82] que incluye un tema destacado de dunas en planetas ficticios como Tatooine , Geonosis y Jakku .

Véase también

Notas

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Referencias

Lectura adicional

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Wikimedia Commons tiene medios relacionados con:
Duna (categoría)
  • Loibor Seder, la duna de arena más grande de Kenia
  • Dunas de arena costeras
  • Identificación de patrones de dunas, Ejército de EE. UU.
  • La bibliografía de la investigación eólica
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