Sabkha
Lago salado por encima de la línea de marea, donde se acumulan depósitos de evaporita.
Sebkhat (o Sebkha) El Melah, Túnez, en 2001, en su mayor parte seca. Nótese la zona superior derecha de las piletas de evaporita industriales rectangulares, probablemente para la producción de sal marina. Imagen del satélite Landsat 7 .
Sebkhat El Melah en 1987, inundada. Imagen Landsat 5 .

Una sabkha ( árabe : سبخة ) es un lodazal o marisma costero supramareal en el que se acumulan minerales evaporíticos -salinos como resultado de un clima semiárido a árido. Las sabkhas son graduales entre la tierra y la zona intermareal dentro de llanuras costeras restringidas justo por encima del nivel normal de la marea alta. Dentro de una sabkha, los sedimentos de minerales evaporíticos-salinos generalmente se acumulan debajo de la superficie de los lodazales o marismas. Los minerales evaporíticos-salinos, las inundaciones de marea y los depósitos eólicos caracterizan a muchas sabkhas que se encuentran a lo largo de las costas modernas. La localidad tipo aceptada para una sabkha está en la costa sur del Golfo Pérsico , en los Emiratos Árabes Unidos . [1] [2] [3] [4] Se encuentran evidencias de sabkhas clásticas en el registro geológico de muchas áreas, incluido el Reino Unido e Irlanda. [5] Sabkha es una transliteración fonética de la palabra árabe utilizada para describir cualquier forma de salar . Una sabkha también se conoce como sabkhah, sebkha o sabkha costera . [4]

El término sabkha también se ha utilizado como término general para cualquier área plana, costera o interior, donde, como resultado de la evaporación, la sal y otros minerales evaporíticos precipitan cerca o en la superficie. [1] El término sabkha continental se utiliza para los entornos que se encuentran dentro de los desiertos. Debido a la confusión creada por el uso de sabkha para las salinas y las playas , se ha propuesto que se abandone el uso de este término para las playas y otras cuencas y llanuras intracontinentales. [6]

Origen y desarrollo

Las Sabkhas de Abu Dhabi

El origen y la progresión del desarrollo de sabkha costera en la costa sur del Golfo Pérsico se discutió por primera vez en detalle en el artículo seminal de Evans et al. 1969. La costa sur del Golfo Pérsico es una rampa de carbonato poco profunda y de bajo ángulo caracterizada por un sistema supramareal evaporítico que pasa mar adentro, a través de un amplio entorno intermareal de carbonato-evaporita, hacia un sistema submareal dominado por carbonato . Este es un entorno de baja energía con un pequeño rango de marea (1-2 m) y baja energía de las olas como resultado del alcance limitado. Las altas tasas de evaporación dan como resultado salinidades de 45-46 gl −1 a lo largo de la costa marina abierta de Abu Dhabi y hasta 89 gl −1 en lagunas más restringidas. [7] La ​​costa de Abu Dhabi está protegida localmente de las condiciones marinas abiertas por una serie de penínsulas y bancos de arena e islas mar adentro asociados con el Gran Banco de Perlas de tendencia este-oeste.

Las aguas subterráneas desempeñan un papel fundamental en la formación de las sabkhas. El fenómeno de la descarga de las aguas subterráneas a la superficie no siempre da lugar a aguas abiertas visibles, sino que el agua se evapora al llegar a la superficie, lo que da lugar a la formación de depósitos de sal. Las salinas de Abu Dhabi son un ejemplo típico de ello, ya que la evaporación del agua se produce desde la franja capilar (una capa subterránea por donde se filtra el agua subterránea desde un nivel freático) que se cruza con la superficie. Esta actividad ha contribuido a la creación de una extensa salina que cubre aproximadamente 36.000 kilómetros cuadrados.

Gran parte del contenido químico de estas planicies se atribuye a las aguas subterráneas que se filtran a la superficie. Esta filtración da lugar a una concentración de estas sustancias disueltas que se estima que es unas diez veces superior a la que se encuentra en el agua del mar. Las condiciones áridas de estas regiones se caracterizan a menudo por una vegetación escasa o incluso totalmente ausente. Esta falta de cobertura vegetal permite que los procesos eólicos interactúen con la superficie freática para formar accidentes geográficos únicos, como las sabkhas.

Debido a la escasa vegetación, la actividad eólica tiene la capacidad de provocar una erosión profunda en los sedimentos superficiales. Sin embargo, no puede desplazar el material que se encuentra por debajo de la zona capilar debido a que la saturación total de esta zona impide su elevación por el viento. Como resultado, la superficie de la Tierra en dichas regiones tiende a imitar la forma y la pendiente del nivel freático subyacente. Las superficies resultantes evolucionan hacia vastas áreas planas de descarga donde el proceso de evaporación conduce a la acumulación de sales. Con el tiempo, estas acumulaciones forman costras de naturaleza salina, que caracterizan el paisaje único de estas regiones. [8]

Laguna de Khor

En el modelo khor-lagoon-sabkha , un aumento inicial del nivel del mar inunda las zonas costeras y crea características de agua poco profundas. Si las características se llenan de sedimentos, o el terreno se eleva, o el nivel del mar baja, entonces el agua atrapada se evapora , dejando una salina plana, o sabkha . Si la región costera tiene una topografía irregular , entonces la inundación crea grandes arroyos independientes, o khors. Un khor es una llanura submareal o entrada de marea poco profunda. La entrada puede albergar manglares grises , dependiendo de si hay menos agua salina disponible de wadis o agua subterránea . A medida que el sedimento comienza a acumularse, los khors se vuelven más superficiales y forman una laguna , o llanura intermareal. Las lagunas continúan llenándose hasta que el fondo de la laguna queda expuesto durante la marea baja, y la sabkha comienza a formarse. Una sabkha puede inundarse durante mareas vivas más altas de lo normal, después de tormentas o cuando los vientos fuertes empujan el agua de mar hacia la costa a una profundidad de unos pocos centímetros. Las sabkhas maduras solo se inundan después de fuertes tormentas y pueden finalmente fusionarse para formar una llanura costera de sabkha . Estas llanuras costeras son muy planas, con relieves de entre 10 y 50 cm, y su pendiente hacia el mar puede ser de tan solo 1:1000.

Estos ambientes también pueden encontrarse lateralmente contemporáneos en cinturones paralelos a la costa. Los arrecifes de coral , las islas barrera y los bancos de oolitos forman la barrera con la plataforma abierta. [9] Estos tipos de depósitos son indicativos de mayor energía y protegen los ambientes de khor-laguna, lo que permite el crecimiento de manglares y tapetes de algas y cianobacterias que prefieren el ambiente más cerrado y de menor energía. En el interior de esto se encuentran las sabkhas supramareales. Las sabkhas pueden tener hasta 15 km de ancho cuando se encuentran mar adentro de los campos de dunas que suministran grandes cantidades de sedimentos. Las sabkhas mar adentro de afloramientos bajos de carbonato-evaporitas del Mioceno o abanicos aluviales fuera del cinturón plegado y corrido de Omán pueden tener hasta varios cientos de metros de ancho. [10]

Campo de dunas

Si la costa tiene campos de dunas , las inundaciones crean muchos charcos más pequeños entre las crestas de las dunas. En algunas partes del mundo, estos lagos también pueden formarse en desiertos interiores, que se llenan con la lluvia o con el aumento del nivel freático de los acuíferos subterráneos .

Por ejemplo, grandes partes del Barrio Vacío de Arabia Saudita y el sur de los Emiratos Árabes Unidos consisten en patrones de altas dunas de barján que se alternan con sabkha continental lleno de salinas. En algunos lugares, las sabkha continentales se conectan para formar largos corredores accesibles hacia el desierto.

Dunas y salinas en el Barrio Vacío - 1.
Dunas y salinas en el Barrio Vacío - 2.
Dunas y salinas al sur del oasis de Liwa, en forma de medialuna (EAU).

La tercera imagen muestra la zona al sur del oasis de Liwa, en forma de medialuna , en el sur de los Emiratos Árabes Unidos . La imagen tiene unos 80 km de ancho y cada sabkha continental mide entre 2 y 3 km de largo y 1 km de ancho. Se pueden ver depósitos blancos de sal que cubren la superficie de la sabkha continental. La duna Moreeb , que se eleva 120 m por encima de la sabkha continental, se encuentra aproximadamente en el medio de la imagen. La frontera entre Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos se muestra en rojo.

El suelo de una sabkha continental suele ser una combinación compacta de arena, barro y sal. Es fácil caminar o conducir vehículos 4x4 a través de la sabkha continental seca. Sin embargo, después de las lluvias y las inundaciones repentinas, la sabkha continental se llena de capas poco profundas de agua y no se puede cruzar hasta que se secan y forman una nueva costra. Cuando el suelo está parcialmente seco, se forma una costra de sal sobre el barro blando o las cavidades huecas, y un vehículo puede quedarse atascado después de atravesar la costra.

A continuación se presentan dos ejemplos actuales de campos de dunas inundados. El primero no es un desierto, sino un campo de dunas costero en la región amazónica , inundado por fuertes lluvias. El segundo es un desierto interior seco en la región de Gobi , inundado por aguas subterráneas de las montañas cercanas.

Campo de dunas inundadas en el Parque Nacional Lençóis Maranhenses (Brasil).
Campo de dunas inundadas en el desierto de Badain Jaran (China).

Efectos climáticos

El clima es uno de los principales factores en el desarrollo de sabkha. Las precipitaciones en esta región árida suelen producirse en forma de tormentas eléctricas y tienen una media de 4 cm/año. [11] Las temperaturas pueden oscilar entre los 50 °C y los 0 °C. La humedad está relacionada con la dirección del viento, con una humedad tan baja como el 20% por las mañanas desde el interior seco y aumentando por la tarde cuando prevalece un fuerte viento terrestre. Por la noche, una humedad relativa del 100% puede dar lugar a densas nieblas. [12] Las temperaturas del agua varían según la profundidad, y las aguas poco profundas pueden llegar a ser hasta 10 °C más cálidas. Estas altas temperaturas impulsan altas tasas de evaporación en el Golfo Pérsico , hasta 124 cm/año, lo que hace que la salinidad aumente en las lagunas poco profundas hasta 70 ppt. [9] La tasa neta de evaporación de la sabkha puede ser hasta un orden de magnitud menor y ha tenido una media de 6 cm durante los últimos 4.000 a 5.000 años. [12] Las razones de ello son que la superficie de la sabkha no es una superficie de agua libre, la alta humedad durante la noche y la estratificación vertical de la columna de aire. A pesar de la pérdida de agua debido a la evaporación, el agua subterránea, que nunca supera los 1,5 m de profundidad, fluye hacia el mar y se recarga con aguas continentales, tormentas y vientos huracanados del noroeste, que crean olas de mayor altura que la altura intermareal y empujan el agua hasta 5 km tierra adentro sobre la sabkha hasta una profundidad de unos pocos centímetros. [10]

Las variaciones climáticas dan lugar a una naturaleza muy dinámica de una sabkha. La halita se deposita en la superficie de la sabkha y el yeso y el aragonito precipitan en el subsuelo [13] a través de la acción capilar de las salmueras extraídas del nivel freático. [9] En las partes más secas de la sabkha, el yeso puede transformarse en anhidrita y el aragonito puede dolomitizarse diagenéticamente . [12] La contracción térmica durante la noche y la expansión durante el día dan lugar a bandejas poligonales cóncavas, ya que los bordes se han levantado, en parte debido al crecimiento de evaporitas que separan la grieta. [9] Debajo de esto hay una papilla de yeso donde pueden desarrollarse nódulos de anhidrita y otros sulfatos. Estos también pueden formar una estructura cristalina de "malla de gallinero". Debajo de esto se encuentran los depósitos intermareales caracterizados por lodos laminados ricos en materia orgánica formados por las esteras microbianas que descienden gradualmente hasta convertirse en lodos más bioturbados . Las facies submareales muestran granulados carbonatados y lodos lagunares.

Estas secuencias de facies , a excepción de la halita que frecuentemente se vuelve a disolver cuando se humedece, pueden conservarse fácilmente. Los factores que permiten la conservación incluyen la progradación de la sabkha con tasas de sedimentación de 1 m/1000 años y la creación de superficies de Stokes. Estas superficies se crean por la deflación de la superficie de la sabkha que está relacionada con el nivel del nivel freático que actúa como un nivel de base local. [14]

Yacimientos de hidrocarburos

Se cree que los depósitos de sabkha forman algunos de los principales depósitos de hidrocarburos subterráneos de Oriente Medio (y otros lugares). La fuente de estos hidrocarburos (tanto gas como petróleo) pueden ser las esteras microbianas y los paleosuelos de manglares, que se encuentran en la secuencia sabkha, que tienen un carbono orgánico total de hasta un 8,2% e índices de hidrógeno típicos de los kerógenos marinos de tipo II . [9]

Algunos análogos antiguos incluyen formaciones subterráneas inmediatas como la Formación Khuff del Pérmico , anhidritas árabes y de Hith del Jurásico y rocas sedimentarias del Terciario. También se encuentran depósitos similares en la Cuenca Williston del Ordovícico , la Cuenca Pérmica en Texas, así como en el Golfo de México del Jurásico . Las sabkhas modernas están presentes en formas variadas a lo largo de las costas del norte de África , Baja California y en la Bahía Shark en Australia .

Ingeniería geotécnica

La ejecución de obras de construcción e ingeniería civil en sabkhas debe superar una serie de problemas de ingeniería geotécnica . Los suelos de sabkha se distinguen a menudo por su baja resistencia, ya que las soluciones salinas concentradas que se encuentran en las salmueras de sabkha pueden debilitar la estructura del suelo. Además, las condiciones climáticas extremas en las que se forman los depósitos de sabkha (como fluctuaciones sustanciales de temperatura y ciclos recurrentes de humectación y secado) pueden inducir inestabilidad en estos suelos, y algunos minerales que actúan como agentes aglutinantes, o "cementos", en estos suelos tienen una alta solubilidad, lo que puede reducir potencialmente la integridad estructural general.

Las sabkhas costeras están compuestas predominantemente de minerales como calcita , dolomita y yeso . Estos están acompañados por cantidades más pequeñas de anhidrita , magnesita , halita y carnalita , así como varios otros sulfatos y cloruros. El agua subterránea en estas áreas se caracteriza por su alta salinidad, con niveles de cloruro de sodio que potencialmente alcanzan hasta el 23%. Esta agua salina a menudo reside cerca del nivel del suelo. Cabe destacar que la concentración de cloruro de sodio puede ser lo suficientemente sustancial como para representar un riesgo de corrosión .

Por el contrario, la composición mineral de las sabkhas del interior tiende a ser más variable en comparación con sus contrapartes costeras. Los minerales precipitados en el suelo de estas sabkhas del interior dependen significativamente de la composición específica del agua subterránea local. Por lo tanto, la composición geológica y química de estos entornos puede diferir ampliamente en función de las características regionales del agua subterránea. [15]

Las técnicas utilizadas para mejorar los suelos sabkha con fines de construcción incluyen la compactación dinámica . [16]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Neuendorf, KKE, JP Mehl, Jr., y JA Jackson, eds. (2005) Glosario de geología (5.ª ed.). Alexandria, Virginia, Instituto Geológico Americano. 779 págs. ISBN  0-922152-76-4
  2. ^ Tucker, ME y Wright, VP, 2009. Sedimentología carbonatada. John Wiley & Sons. y Warren, JK, 2006. Evaporitas: sedimentos, recursos e hidrocarburos. Springer Science & Business Media.
  3. ^ Warren, JK, 2006. Evaporitas: sedimentos, recursos e hidrocarburos. Springer Science & Business Media.
  4. ^ ab Al-Sayari, SS y Zötl, JG eds., 2012. Periodo Cuaternario en Arabia Saudita: 1: investigaciones sedimentológicas, hidrogeológicas, hidroquímicas, geomorfológicas y climatológicas en el centro y este de Arabia Saudita. Springer Science & Business Media.
  5. ^ Thompson, Jillian; Meadows, Neil S. (1997). "Sabkhas clásticas y diacroneidad en la cima del Grupo de areniscas de Sherwood: Cuenca del Mar de Irlanda Oriental". Sociedad Geológica de Londres, Publicaciones Especiales . 124 (1): 237–251. Código Bibliográfico :1997GSLSP.124..237T. doi :10.1144/gsl.sp.1997.124.01.15. ISSN  0305-8719.
  6. ^ Briere, PR, 2000. Playa, lago playa, sabkha: definiciones propuestas para términos antiguos. Journal of Arid Environments, 45(1), pp.1-7.
  7. ^ Lokier, Stephen; Steuber, Thomas (1 de abril de 2009). "Características poligonales intermareales a gran escala de la costa de Abu Dhabi" (PDF) . Sedimentology . 56 (3): 609–621. Bibcode :2009Sedim..56..609L. doi :10.1111/j.1365-3091.2008.00988.x. ISSN  1365-3091. S2CID  130763197.
  8. ^ Madera, WW; Sanford, NOSOTROS; Al Habshi, ARS (2002). <0259:sosttc>2.0.co;2 "Fuente de solutos para la sabkha costera de Abu Dhabi". Boletín de la Sociedad Geológica de América . 114 (3): 259–268. Código Bib : 2002GSAB..114..259W. doi :10.1130/0016-7606(2002)114<0259:sosttc>2.0.co;2. ISSN  0016-7606.
  9. ^ abcde Alsharhan, AS y Kendall, CSC, 2003. Carbonatos y evaporitas costeras del Holoceno del sur del Golfo Pérsico y sus análogos antiguos . Earth-Science Reviews , 61(3-4), págs. 191-243.
  10. ^ ab Al-Farraj, A., 2005. Un modelo evolutivo para el desarrollo de sabkha en la costa norte de los Emiratos Árabes Unidos. Journal of Arid Environments , 63(4), pp.740-755.
  11. ^ Lokier, S. y Steuber, T., 2008. Cuantificación de las tasas de sedimentación y progradación por rampa de carbonato para la costa de Abu Dhabi del Holoceno tardío . Journal of Sedimentary Research , 78(7), págs. 423-431.
  12. ^ abc Patterson, RJ y Kinsman, DJJ, 1981. Marco hidrológico de una sabkha a lo largo del Golfo Arábigo. Boletín de la Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo , 65(8), págs. 1457-1475.
  13. ^ Butler, GP, 1969. Deposición de evaporitas modernas y geoquímica de salmueras coexistentes, sabkha, Costa Trucial, Golfo Arábigo. Journal of Sedimentary Research , 39(1). pp 70-89.
  14. ^ Shanley, KW y McCabe, PJ, 1994. Perspectivas sobre la estratigrafía secuencial de estratos continentales. Boletín de la Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo , 78(4), págs. 544-568.
  15. ^ Bell, Fred G. (2008). Geología ambiental e ingeniería básica (edición reimpresa). Dunbeath: Whitless Publ. ISBN 978-1-4200-4470-6.
  16. ^ Swann, LA (1984). "Mejora de los suelos de Sabkha mediante precarga y compactación dinámica en un sitio de construcción de viviendas en Arabia Saudita". Conferencia internacional sobre avances en pilotaje y tratamiento de suelos para cimentaciones : 101–118.


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