Inundaciones catastróficas en Marte y sus análogos Terrestres
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1. Bull 86 593 609 Cap tulo 15 P gina 17 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Shearman J 0 1976 Computer applications for step backwater and floodway analysis Geo Surv Open File Report U S 76 499 Smith D E M T Zuber H W Frey J B Garvin J W Head D O Muhleman G H Pettengill R J Phillips S C Solomon H J Zwally W B Banerdt and T C Duxbury 1998 Topography of the Northern Hemisphere of Mars from the Mars Orbiter Laser Altimeter Science 279 1686 1692 Tanaka K L and D H Scott 1987 Geologic Map of the Polar Regions of Mars Map 1 1802 C U S Geol Surv Dept of the nterior Washington D C Thomas P and C Weitz 1989 Sand dune materials and polar layered deposits on Mars carus 81 185 215 Waitt R B J r 1985 Case for periodic colossal j kulhlaups from Pleistocene glacial Lake Missoula Geological Society American Bulletin v 96p 1271 1286 Waitt R B 1980 About forty last glacial Lake Missoula j kulhlaups through southern Washington ournal of Geology 88 653 679 Waitt R B Jr and Thorson R M 1983 The Cordilleran Ice Sheet in Washington Idaho and Montana in Late Pleistocene Environments S C Porter Ed in Late Quaternary Environments of United States H E Wright J r Ed general Ed 53 70 Univ of Minnesota Press Minneapolis Wallace D and C Sagan 1979 Evaporation of ice in planetary atmospheres ce covered rivers on2. and Baker V R 1997 Paleohydrology and flood geomorphology of Ares Vallis Geophys Res 102 4151 4160 Mars Channel Working Group 1983 Channels and valleys on Mars Geol Soc Am Bull 94 1035 1054 Matsch C L 1983 River Warren the southern outlet to Glacial Lake Agassiz in J T Teller and L Clayton Eds Glacial Lake Agassiz Geological Association of Canada Special Paper 26 231 244 Milton D J 1973 Water and processes of degradation in the martian landscape J Geophys Res 78 4037 4047 Mullineaux D R Wilcox R E Ebaugh W F Fryxell R and Rubin M 1978 Age of the last major scabland flood of eastern Washington Quaternary Research v 10 p 171 180 O Connor J E and Baker RV 1992 Peak discharges from Glacial Lake Missoula Magnitudes and implications Geo Soc America Bull 104 267 279 O Connor J E Webb R H 1988 Hydraulic modelling for paleoflood analysis in Baker V R Kochel R C and Patton P C Eds Flood geomorphology ohn Wiley New York 393 402 Pardee J T 1942 Unusual currents in glacial Lake Missoula Montana Geol Soc America Bull 53 1569 1599 Pieri D C 1976 Martian channels Distribution of small channels in the martian surface carus 27 25 50 Robinson M S and K L Tanaka 1990 Magnitude of a catastrophic flood event at Kasei Valles Mars Geology 18 902 905 Sharp R P y Malin M C 1975 Channels on Mars Geol Soc Am
3. Canada y que fueron transportados flotando sobre bloques de hielo hasta zonas de baja energ a O Connor y Baker 1992 En estas zonas de estancamiento hidra lico los err ticos quedar an anclados y acumulados al descender la onda de crecida Cap tulo 15 P gina 11 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Reconstrucci n palehidrol gica Metodolog a El reconocimiento en campo de indicadores asociados a diferentes picos de avenida a lo largo del canal analizado el establecimento de sus relaciones y la dataci n de los dep sitos nos proporciona la informaci n necesaria para la reconstrucci n paleohidrol gica de las inundaciones Conocida la altura del flujo durante el caudal punta la exactitud en los c lculos de los par metros hidrol gicos depende posteriormente de los m todos utilizados en la elaboraci n de los datos Son diversas las t cnicas que se utilizan en la bibliograf a para las determinaciones paleohidrol gicas como por ejemplo las f rmulas de Chezy y Manning para flujo uniforme o el m todo de rea pendiente Dalrymple y Benson 1967 Sin duda la mayor exactitud en el c lculo del caudal y velocidad se consigue con los m todos de paso est ndar o step backwater en canales abiertos Chow 1959 Shearman 1976 al tener en cuenta las variaciones y p rdidas de energ a del flujo de agua El procedimiento de c lculo es de car cter iterativo de tipo prueba error y se basan en la resoluci n de la ecuaci n de l
4. Mars carus 39 385 400 Capitulo 15 P gina 18
5. de inundaciones y la cuantificaci n mediante par metros f sicos de la energ a asociada al desarrollo de morfolog as erosivas y acumulativas en canales rocosos La formaci n de lagos temporales y la generaci n de grandes inundaciones j kulhlaups por rotura de las presas de hielo podr a ser un fen meno relativamente frecuente al final de la ltima glaciaci n en aquellos r os que drenaron los principales casquetes glaciares de Norteam rica Europa y Asia Dawson 1992 Estas inundaciones catastr ficas desigualmente estudiadas causaron importantes modificaciones en las redes de drenaje y el modelado de determinadas zonas La excepcional magnitud de las inundaciones producidas por agua procedentes del Lago Missoula Montana y que arrasaron alrededor de 40 000 km protagonizaron una de las grandes pol micas en la historia de la Geomorfolog a Baker 1987 La controversia creada desde los a os 20 por la teor a de Harlen Bretz 1923 1925 1929 rompi con los moldes del m s estricto uniformitarismo y su inter s sirvi para impulsar la aplicaci n de m todos hidrol gicos en la cuantificaci n de las inundaciones Costa 1987 Las inundaciones del Lago Missoula El Lago Missoula localizado en Montana NW de EEUU se gener durante el ltimo glacial como resultado del avance hacia el sur de los casquetes de hielo Cordilleranos que llegaron a taponar un sector de la red de drenaje principal Fig 4 Esta barrera de hielo en
6. exist an y que las especulaciones al respecto eran fruto de la imaginaci n de los observadores Sin embargo esta misi n revel la diversidad geol gica de Marte y que conocemos en la actualidad incluyendo la presencia de profundos ca ones y canales secos en los que el agua ha jugado un papel predominante En esta presentaci n se pretende presentar algunos ejemplos de formas y canales presentes en la superficie de Marte y formadas por inundaciones catastr ficas Dado que las excursiones a Marte resultan a fecha de hoy imposibles se presentar n algunos de los ejemplos m s representativos de inundaciones catastr ficas en la Tierra Estas inundaciones terrestres presentan morfolog as similares a las que podemos encontran en Marte y en muchos casos se han utilizado como an logos para explicar su relaci n con flujos de agua La reconstrucci n de los caudales asociados a estas inundaciones catastr ficas forma parte de la hidrolog a de palecrecidas El m todo se basa en identificar las indicadores de nivel de agua durante las avenidas y a partir de all teniendo en cuenta la geometr a del canal realizar los c lculos hidrol gicos necesarios para estimar los caudales m ximos Entre las evidencias indirectas de paleonivel de avenida m s comunmente usadas se incluyen sedimentos y morfolog as de erosi n Estos indicadores de altura del agua durante la inundaci n pueden correlacionarse a lo largo de tramos de canales fluviales para def
7. Atmospheric and Space Administration Office of Space Science 186 pp Baker V R Benito G and Rudoy A 1993 Paleohydrology of Late Pleistocene Superflooding Altay Mountains Siberia Science 259 348 350 Bedient P B and Huber C 1988 Hydrology and floodplain analysis Addison Wesley Publishing Co 452 478 Benito G 1997 Energy expenditure and geomorphic work of the cataclysmic Missoula flooding in the Columbia River Gorge USA Earth Surface Processes and Landforms 22 457 472 Benito G and O Connor J E Number and size of last glacial floods in the Columbia River valley between Pasco Basin Washington and Portland Oregon Geological Society of America Bulletin en prensa Ms B25166R Benito G and O Connor J E 1991 Hydraulics and geomorphic features of late Pleistocene Missoula flooding in the Columbia River Gorge Geol Soc of America Abstract with Programs 23 No 5 207 Benito G Mediavilla F Fernandez M Marquez A Martinez J and Anguita F 1997 Chasma Boreale Mars A sapping and outflow channel with a tectono thermal origin carus 129 528 538 Bretz J H 1923 The Channeled Scabland of the Columbia Plateau ournal of Geology 31 617 649 Bretz J H 1969 The Lake Missoula floods and the Channeled Scabland J our Geology 77 505 543 Bretz H Smith H T U and Neff G E 1956 Channeled Scabland of Washington new data and interpretations Geo Soc Americ
8. Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Inundaciones catastr ficas en Marte y sus an logos Terrestres rencias A Gerardo Benito Ferr ndez f D CSIC Centro de Ciencias Medioambientales Big i Madrid k Mamen 4 Cap tulo 15 P gina l Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Para la Hormiga es roc o es una inundaci n Proverbio S nscrito Cap tulo 15 P gina 2 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 INTRODUCCI N La historia del agua en Marte contin a siendo una asignatura incompleta La atm sfera marciana contiene s lo una cantidad peque a de agua y el agua l quida resulta inestable en la superficie y s lo se ha detectado hielo en las zonas polares Sin embargo Marte muestra numerosas formas de erosi n y acumulaci n que evidencian la presencia de flujos de agua en superficie La presencia de estas formas debidas al flujo de agua constituye para algunos investigadores la principal prueba de que Marte ha sufrido importantes cambios en clima Las primeras observaciones sobre formas acanaladas en Marte se remontan al siglo XIX donde diversos mapas inclu an unas formas lineares conocidas como canali Perival Lowell describi algunos de estos canali planteando la posibilidad de que se debieran a civilizaciones m s avanzadas y construidas progresivamente como respuesta a la desecaci n del planeta Las fotograf as obtenidas en la Misi n Mariner 9 1971 concluyeron que tales canali descritos anterioremente no
9. Planitia centrada en 20N 160W Aunque menos evidentes los polos marcianos tambien presentan morfolog as en canales denominados chasma cuyos rasgos que apuntan a una generaci n por flujo catastr fico de agua Chasma Boreale Chasma Boreale 80 85 de latitud y 0 70 de longitud constituye el mayor reentrante del polo norte marciano y aparece excavado en sedimentos glaciares dep sitos estratificados polares que cubren Planum Boreum Este Chasma presenta una forma triangular de 6000 km de longitud con unca cabecera bien delimitada de 55 km de anchura y una zona distal que supera los 450 km de anchura El origen de estos chasmas se ha atribuido a un origen e lico para ciertos Cap tulo 15 P gina 4 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 rasgos presentes en el interior de los Chasmas polares tanto lineaciones como dunas Cutts 1973 Thomas y Weitz 1989 Otras hip tesis apunta a un origen fluvial donde el agua se generar a por fusi n en el interior de casquete marciano Wallace y Sagan 1979 Clifford 1980 1987 Recientemente esta segunda hip tesis ha ido tomando peso al reconocerse numerosos formas superficiales debidas a flujos y que justifican el posible drenaje catastr fico de lagos subglaciares Benito et al 1997 La interpretaci n gen tica de Chasma Boreale se ha basado por un lado en el an lisis individual y en el contexto regional de las formas y por otro en la comparaci n de las mismas con modelos terrestr
10. a Bull 67 957 1049 Carr M H 1996 Water on Mars Oxford University Press New York 229 pp Clifford S M 1980 Chasma Boreale 852N O2W Remnant of a martian j kulhlaup Bull Am Astron Soc 12 678 Clifford S M 1987 Polar basal melting on Mars J Geophys Res 92 9135 9152 Costa J E 1987 A history of paleoflood hydrology in the United States 1800 1970 in Landa E R and Ince Simon Eds The history of hydrology Washington D C American Geophysical Union 49 53 Capitulo 15 P gina 16 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Cutts J A 1973 Wind erosion in the martian polar regions J Geophys Res 78 4211 4221 Chow V T 1959 Open channel hydraulics New York McGraw Hill 680p Dalrymple T and Benson M A 1967 Measurement of peak discharge by the slope area method Tech Water Resources Research Division U S Geological Survey Book 3 Ch A 2 1 12 Dawson A G 1992 ce Age Earth Late Quaternary Geology and Climate Routledge Chapman and Hall I nc 293p Feldman A D 1981 HEC models for water resources system simulations Theory and experiences Advances in Hydrosciences 12 297 423 Grosswald M G 1980 Late Weichselian Ice Sheet in Northern Eurasia Quaternary Research 13 1 32 Hydrologic Engineering Center 1985 HEC 2 water surface profiles users manual The Hydrologic Engineering Center US Army Corps of Engineers Davis California 37p Komatsu G
11. a energ a en una dimensi n derivado de la f rmula de Bernuilli para flujo estacionario gradualmente variado Los datos requeridos son 1 secciones transversales de canal 2 distancia entre las secciones transversales 3 r gimen de flujo 4 caudal a modelar 5 elevaci n conocida o estimada de la superficie de agua en la primera secci n 6 valores de rugosidad n de Manning y de coeficientes de expansi n y contracci n Los modelos de paso est ndar han sido utilizados con xito en la reconstrucci n de inundaciones catastr ficas del Lago Missoula O Connor y Baker 1992 y Benito y O Connor 1991 2003 y del Lago Kuray Baker et al 1993 Modelizaci n Debido a que el procedimiento de c lculo se basa en una t cnica iterativa del balance energ tico entre dos secciones transversales las determinaciones se simplifican mediante la utilizaci n de ordenadores La modelizaci n puede realizarse mediente programas comerciales entre los que destaca el modelo HEC 2 del U S Army Corps of Engineers Las bases de este programa y su utilizaci n pueden obternerse del manual del usuario publicado por el Hydrologic Engineering Center 1982 Feldman 1981 y en Bedient y Huber 1988 y su aplicaci n a estudios paleohidrol gicos aparece explicada en O Connor y Webb 1988 En nuestro caso las evidencias geol gicas tanto erosivas como acumulativas representan valores m nimos del nivel de inundaci n ya que han sido emplazados o Cap tu
12. aciones tuvieron lugar hace unos 14 000 a os y al menos siete superaron los 3 millones de m3 s aunque no existen evidencias de que alcanzaron los 5 millones de m3 s Sin duda el resto de las inudaciones hasta las 89 descritas por Waitt 1980 1985 a partir del estudio de afloramientos de dep sitos r tmicos de baja energ a presentaron caudales punta inferiores a los 2 millones de m3 s La ltima inundaci n se produjo hace 12 000 a os y al igual que las anteriores su magnitud no rebas los 2 millones de m3 s Deglaciaci n e inundaciones en otras zonas de Norte Am rica Europa y Asia Diversas inundaciones catastr ficas aunque de menor magnitud que las del Lago Missoula han sido descritas durante el ltimo glacial en la cuenca de drenaje del sistema Mississippi Missouri Ohio en el frente del Casquete Laurentide al NE de Norteam rica Las principales inundaciones fueron ocasionadas por el Lago Agassiz calcul ndose caudales punta de 1 mill n de m3 s Matsch 1983 En los casquetes euroasi ticos las inundaciones provocadas por lagos proglaciares tambi n fueron relativamente frecuentes tanto por rebosamiento de agua deshielo a Cap tulo 15 P gina 14 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 trav s de divisorias como por rotura de presas de hielo o j kulhlaups Grosswald 1980 Dentro de este segundo tipo Baker et al 1993 estudian las inundaciones del Lago Kuray en las Monta as Altay en Siberia donde se reconoc
13. ater in Earth Surface Processes and Landforms C G Higgins and D R Coates Eds pp 235 265 Geol Soc Am Spec Pap 252 Baker V R and R C Kochel 1979 Martian channel morphology Maja and Kasei Valles J Geophys Res 84 7961 7983 Baker V R 1973 Paleohydrology and sedimentology of Lake Missoula flooding eastern Washington Geological Society of America Special Paper 144 79 p Baker V R 1978 The Spokane flood controversy and the martian outflow channels Sc ence 202 4373 1249 1256 Baker V R 1987 Paleoflood hydrology and hydroclimatic change in The influence of climate change and climate variability on the hydrologic regime and water resources Proceedings of the Vancouver Symposium I nt Assoc Hydr Sci Publ No 168 p 123 132 Baker V R and Bunker R C 1985 Cataclysmic late Pleistocene flooding from glacial Lake Missoula A review Quaternary Science Reviews 4 1 41 Capitulo 15 P gina 15 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Baker V R and Komar P D 1987 Cataclysmic flood processes and landforms in Baker V R Greeley R Komar P D Swanson D A and Waitt R BJr The Columbia and Snake River Plains In Graf W L Ed Geomorphic systems of North America Geological Society of America The geology of North America Centennial Special Volume 2 423 443 Baker V R and Nummedal D 1978 The Channeled Scabland Planetary Geology Program Washington D C National
14. e afluentes La principal diferencia entre Chasma Boreale y los canales ecuatoriales est en el tama o de los mismos puesto que estos ltimos son unas 60 veces m s cortos no pasando de 10 Km de longitud En los pitted terrains los canales son similares a las redes de valles secos dry valleys de zonas ecuatoriales desarrollados sobre terrenos antiguos craterizados y alomados ancient hilly cratered terrain El tipo y grado de desarrollo de la red depende de la energia del flujo y la energia o composici n del sustrato Los dep sitos estrati cados probablemente permitirian un f cil modelado y se alcanzaria un r pido equilibrio entre la energ a o capacidad erosiva del flujo y la resistencia del sustrato a la erosi n Por su parte los pitted terrain ofrecerian mayor resistencia a la erosi n favoreciendo el encajamiento y la jerarquizaci n de la red Existen diversos trabajos que se alan a los procesos de sapping como principales responsables de la generaci n de canales en zonas ecuatoriales Nirgal Vallis es un posible ejemplo de valle marciano generado por sapping Milton 1973 Pieri 1980 Esta interpretaci n gen tica implicaria seg n el Mars Channel Working Group 1983 la necesidad de un ciclo hidrol gico activo para mantener el caudal del manantial en la cabecera de los valles La recarga necesaria se suministrar a por medio de precipitaciones durante un episodia o fase clim tica de Marte muy diferente a la actual El orig
15. e desbordamiento por encima de las paredes del valle Casos de cr teres con erosi n diferencial AS See VE NA E NAS ES DORSA ARGENTEA t SO Se x LEN ON Re lt EE rae i NN ES A a Rectal OA NUS ETA HE Promez SA s ae ca ig Ia PR A p x L ul Localizaci n de Chasma Australe Las principales caracter sticas del flujo capaz de producir este Chasma Australe tendr a velocidades entre 30 y 50 m s 1 y caudales entre 7 108 y 3 109 m3 s 1 Estos valores son similares a los estimados en canales de desbordamiento ecuatoriales Smith et al 1998 Cap tulo 15 P gina 7 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 GRANDES INUNDACIONES TERRESTRES Las formas procesos y magnitudes de caudal descritos para Marte pueden parecen distar mucho de las crecidas terrestres incluso aquellas producidas en grandes r os como el Amazonas caudales punta de unos 100 000 m s A escala geol gica y mas concretamente hace unos 20 000 a os se produjeron una serie de inundaciones catastr ficas que por las consecuencias geomorfol gicas y magnitudes de los caudales se acercan a las inundaciones marcianas Estas inundaciones las m s grandes conocidas en la historia de la tierra van a servir de ilustraci n del papel de los eventos extraordinarios en la modificaci n de los sistemas fluviales y del modelado a gran escala As mismo se abordar n las bases de la metodolog a utilizada en la reconstrucci n paleohidrol gica
16. el de la inundaci n y la superficie del flujo calculado mediante el modelo hidrol gico De esta manera la superficie calculada debe encajar con el m ximo n mero de evidencias geol gicas de m ximo caudal En la garganta del r o Columbia los indicadores de m ximo nivel de inundaci n aparecen explicados en el modelo para una superficie de flujo correspondiente a un caudal de 10 millones de m3 s Por tener un punto de referencia conviene se alar que la mayor inundaci n registrada en el r o Columbia y ocurrida en 1894 alcanz los 35 000 m3 s alrededor de 300 veces menos que la mayor inundaci n del Lago Missoula Las primeras dataciones reflejan un l mite de edad m ximo de 19 015 a os BP para la m xima inundaci n y muy posiblemente se prudejeran hace 17 18 000 a os teniendo en cuenta la cronolog a de avance de los l bulos del Caquete Cordillerano W aitt and Thorson 1983 Cap tulo 15 P gina 13 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Flood outburst Lake Water Peak Flow Volume depth Discharge duration km at Dam m sec m Chasma Australe 52 546 x 500 0 7 3 10 1735 Mars 10 4217 days Kuray Flood Siberia 1000 600 18 x 10 30 hr Baker et al 1993 Largest Missou 2184 635 17 x 10 70 hr Flood s O Connor Bake 1992 Bonneville Flood 4750 108 1x 10 2640 O Connor 1993 hr Caracter sticas hidrol gicas de algunas inundaciones catastr ficas de la Tierra y Marte La mayor parte de las inund
17. en de formas como Ravi Vallis se atribuye a la liberaci n catastr fica de aguas subterr neas Esta podria estar producida por la existencia de puntos calientes o fracturas Las formas resultantes son comparables a las de la cabecera de Chasma Boreale con diferencias posiblemente debidas a la diferencia de entorno geol gico Clifford 1980 En el caso que nos ocupa la energ a necesaria para estos procesos provendr an de sistemas hidrotermales relacionados con impactos o m s probablemente con vulcanismo La estimaci n de las caracter sticas y mangitud del flujo se realiz utilizando la topograf a del Mars Digital Model data Las principales incertidumbres de este modelo son la elevaci n alcanzada por el flujo y la escasa precisi n de la topograf a que produce imprecisi n en los datos de pendiente y geometr a de las secciones Sug n estas estimaciones la velocidades oscilaron entre 5 y 74 ms 1 mientras que los caudales resultantes estar an entre 0 8 108 y 1403 108 El rango alto de valores se aproximaria a los obtenidos por Robinson and Tanaka 1990 y Komatsu y Baker 1997 para Kasei and Ares Vallis Chasma Australe Chasma Australe constituye el principal forma del polo sur marciano consituyendo un reentrante excavado en los dep sitos estratificados polares PLD Este canyon presenta 500 km de longitud entre 20 y 80 km de anchura y hasta 1000 m de profundidad que se inicia a Cap tulo 15 P gina 6 Ciencias Planetarias Sa
18. en evidencias erosivas y acumulativas similares a las descritas en Norteam rica para el Lago Missoula como por ejemplo barras ripples gigantes y bloques err ticos Estas inundaciones alcanzaron una magnitud de 18 millones de m3 s ligeramente superior alos 17 millones de m3 s calculadas por O Connor y Baker 1992 para el Lago Missoula cerca de la zona de rotura A partir de los datos geom tricos que se disponen de las alturas de las presas y del volumen de los lagos descritos y compar andolos con datos de la hidrolog a de inundaciones producidas por rotura de presas artificiales y de j kulhlaups actuales se pueden inferir los mecanismos de rotura Baker et al 1993 Por un lado tanto las inundaciones del Lago Missoula como las del Lago Kuray presentar an mecanismos de rotura de la presa de hielo similares a los presentados en presas artificiales es decir con rotura y desague r pido Por otro lado las inundaciones descritas en relaci n con el Casquete Laurentide encajan con mecanismos de rotura lento con desag e prolongado inici ndose a trav s de t neles escavados en el hielo tal y como ocurre en los actuales j kulhlaups BIBLIOGRAF A Anguita F Babin R Benito G G mez D Collado A Rice J 2000 Chasma Australe Mars Structural framework for a catastrophic outflow origin carus 144 302 312 Baker V R 1990 Spring sapping and valley network development Groundwater Geomorphology the Role of Subsurface W
19. energ a desde la formaci n de colinas de loess con formas aerodin micas alargadas en la direcci n del flujo erosi n del loess y exposici n del basalto erosi n del basalto con formaci n de una topograf a de mesas y depresiones y finalmente la formaci n de canales excavados en el basalto que se produjeron por el retroceso de grandes cataratas Baker 1973 Benito 1997 Estas morfolog as constituyen buenos indicadores de las reas sumergidas e indica de forma clara la altura m nima de la inundaci n As mismo existen otras formas erosivas que reflejan el nivel de inundaci n como son las l neas de erosi n que separan de forma neta reas donde se mantiene el loess intacto y zonas donde ha sido barrido por el flujo Formas acumulativas El estudio morfol gico y sedimentol gico de las formas acumulativas permite establecer el n mero de inundaciones catastr ficas su cronolog a y los niveles m nimos del flujo durante la inundaci n Waitt 1980 Baker y Bunker 1985 Las principales Cap tulo 15 P gina 9 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 acumulaciones presentan morfolog as de barras gigantes constituidas por bloques y gravas transportados tanto en tracci n como en suspensi n algunas de las cuales pueden pasar lateralmente a sedimentos finos acumulados en reas de baja energ a o de flujo inefectivo denominados slackwater deposits Barras Las barras constituyen indicadores de caudal m nimo Baker 1973 Bak
20. er y Nummendal 1978 Benito y O Connor 2003 y pueden agruparse de acuerdo con las condiciones hidra licas que las produjeron en a Barras longitudinales localizadas en el canal principal b Barras en protuberancias a sotavento de afloramientos rocosos resistentes c Barras en expansi n en reas donde el flujo vierte desde el canal principal a trav s de divisorias hacia otros valles adyacentes d Barras en toberllinos emplazadas en zonas de reducci n de la velocidad del flujo principalmente en la embocadura de valles af luent es Las barras longitudinales se localizan en reas de deceleraci n de flujo dentro del canal principal tales como expansiones o bifurcaciones del canal Los sedimentos que constituyen estas barras reflejan la carga de fondo transportada por el flujo principalmente bloques y gravas La presencia en superficie de trenes de ripples indica el r pido descenso del nivel de la inundaci n que impiden el remodelado durante los estadios decadentes de la inundaci n Las barras en protuberancias se generan por la decelaraci n del flujo a sotavento de relieves resistentes a la acci n erosiva del flujo Los dep sitos est n constitu dos por una mezcla de las carga de fondo y suspensi n con estructuras masiva y de estratificaci n cruzada El derrame de agua y sedimentos desde el canal principal hacia otros valles a trav s de divisorias genera la acumulaci n de barras con morfolog as tipo delta o en
21. es y marcianos La megageomorf olog a de Chasma Boreale Es comparable con sistemas morfogen ticos fluviales descritos en la Tierra a diferentes escalas Chasma Boreale presenta gran similitud en los par metros de valle con los descritos en modelizaciones de laboratorio y ejemplo de redes terrestres creadas por procesos de sapping o zapa Baker 1990 Estos procesos con surgencia de aguas subterr neas en la base de un escarpe producirian un retroceso del mismo manteniendo las paredes verticalizadas y con bifurcaci n de la cabecera como se observa en Chasma Boreale as c ATi EC i a i W A et t CAMI IL Da A A et UA Ji Two V Ja Y J s A 7 te ms ms EOS a Chasma Boreale y secciones topogr ficas realizadas por el Mars Orbiter laser altimeter MOLA Aguas abajo de la zona de sapping el flujo seria el responsable de la incisi n del canal que se desarrolla tanto sobre los dep sitos estrati6cados como sobre el pitted terrain En los dep sitos estratificados los canales desarrollados son similares a los canales m viles outflow channels principalmente descritos en las zonas ecuatoriales de Marte Baker y Kochel 1979 Presentan el aspecto tipico de una red anastomosada generada con canales de limites difusos Cap tulo 15 P gina 5 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 flujo ca tico desarrollo de surcos de erosi n colinas fusiformes y carencia d
22. expansi n Las implicaciones de estas barras desde el punto de vista paleohidrol gico son importantes y ha sido utiliada con xito por Benito y O Connor 2003 para determinar el n mero magnitud y frecuencia de las principales inundaciones del Lago Missoula Estas divisorias constituyen un nivel discriminante o nivel de censura de caudal de tal forma que nicamente las inundaciones con elevaciones de flujo por encima de dichas divisorias van a ser capaces de acumular sedimento sobre la barra en expansi n Por lo tanto el n mero de unidades sedimentadas en la barra refleja el n mero de inundaciones de magnitud superior al Cap tulo 15 P gina 10 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 establecido por la altura de las divisorias Las barras en expansi n estan constitu das por gravas y arenas acarreadas por el canal principal como carga en suspensi n y aparecen organizadas en foresets de estratificaci n cruzada culminados por acumulaciones de arenas masivas En general las acumulaciones que m s se aproximan al nivel m ximo alcanzado por el flujo son las barras en torbellinos depositadas en reas de separaci n de flujo desde el canal principal hacia zonas hidrol gicamente inefectivas y por tanto de r pida deceleraci n y acumulaci n del material Los materiales depositados en la barras en torbellinos est n constitu dos por gravillas y arenas organizados en cuerpos con grandes foresets de estratificaci n cruzada Dep sit
23. inir los niveles m ximos de inundaci n Los avances recientes en modelizaci n de flujo en canales abiertos y de t cnicas geocronologicas de dataci n permiten realizar evaluaciones relativamente exactas de las magnitudes y edades de paleoinundaciones en canales resistentes a la erosi n Cap tulo 15 P gina 3 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 GRANDES INUNDACIONES EN MARTE El t rmino canales de desbordamiento outflow channels fue acu ado por Sharp y Malin en 1975 para describir formas de grandes canales desde kil metros hasta decenas de kil metros de anchura que desde su origen presentaban un tama o considerable En estos sistemas los canales afluentes son raros pero igualmente se puede observar una jerarquizaci n de la red aguas abajo Los canales de desbordamiento presentan formas en sus fondos paredes sinuosas modeladas por flujos y tienden a ser m s profundos cerca de su origen que aguas abajo Algunas morfolog as incluyen erosiones longitudinales cataratas en canales internos y zonas de erosi n por desplacamiento ENS Canales de desbordamiento en el entorno de la cuenca Chryse Acidalia Los canales de desbordamiento se localizan en cuatro zonas principales Carr 1996 Baker 1978 en el entorno de la cuenca Chryse Acidalia centrada en 20N 45W en Elysium Planitia centrada alrededor de 30N 230W en la parte este de la cuenca de Hellas cerca de 40S 270W y alo largo de los margenes oeste y sur de Amazonis
24. lamanca 2003 unos 270 km del polo sur y que muestra una direcci n general norte En su forma general presenta una forma curvada de unos 40 hacia el oeste pero su margenes especialmente el margen este es rectil neo en secciones de hasta 180 km de longitud Los surcos caracter sticos del los PLD en las zonas polares aparecen cortados por el chasma mientras que las unidades Hdu y Dorsa Argentea de Tanaka y Scott 1987 se encuentran localizadas en el fondo de Chasma Al igual que Chasma Boreale este Chasma Australe se le ha atribuido un origen e lico y mas recientemente un origen debida a flujo catastr fico Anguita et al 2000 Anguita et al 2000 se alan la presencia de numerosas formas debidas a la acci n de un flujo catastr fico Su coincidencia con una de las direcciones de fracturaci n dominantes de esta zona apuntan a una g neses del flujo de desbordamiento precedida de uan intensa actividad tect nica inducida por procesos de sapping Los indicadores en favor del flujo catastr fico se pueden resumir en Cabecera con forma en herradura Presencia de una depresi n cerrada debajo del escarpe de cabecera Una secci n estrecha en el tramo superior caracter stica de procesos de retroceso de cataratas Diversos ejemplos de for mas en colinas y depresesiones en el fondo de Chasma Diferentes ejemplos de sedimentaci n en zonas de torbellinos a sotavento de obstaculos y de retroceso de flujo Registro de canales d
25. lo 15 P gina 12 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 generados por debajo de la superficie de agua Por otro lado existen una serie de indicadores tales como divisorias que no han sido cruzadas por el flujo o reas no inundadas que evidencian un nivel de inundaci n inferior a estas zonas Otros indicadores como l neas de erosi n deben de aproximarse a la altura del flujo durante el caudal punta Los c lculos hidrol gicos se realizaron en la garganta del r o Columbia Benito 1997 Benito y O Connor 2003 donde podemos asegurar que la erosi n de las inundaciones no produjo cambios sustanciales en las secciones del canal principal tanto en el lecho como en las paredes Los valores de rugosidad de Manning n utilizados en la modelizaci n fueron de 0 05 para el fondo del canal y de 0 07 para los margenes El an lisis de sensibilidad efectuado con diferentes valores de n reflejan tan s lo peque as variaciones en los resultados finales del caudal calculado Los valores de los coeficientes de expansi n y contracci n utilizadas en la modelizaci n fueron de 0 1 y 0 3 Estos valores permiten al modelo mantenerse dentro de un rango aceptable las variaciones de energ a entre secciones transversales del canal a la vez que tienen en cuenta los cambios de velocidad del flujo entre secciones Magnitud y frecuencia de las inundaciones del Lago Missoula En la reconstrucci n paleohidrol gica se combian las evidencias geol gicas del niv
26. os de baja energ a Muchas de las barras en torbellinos acumuladas en la embocadura de valles afluentes pasan lateralmente a acumulaciones de material fino constitu dos por limo y arena con morfolog as en terraza Estos dep sitos de baja energ a presentan un caracter r tmico que comprende dos unidades La inferior est constit da por un cuerpo de arena fina con estructuras de ripples de corriente y climbing ripples laminae in drift indicando una paleocorriente dirigida hacia arriba del valle Baker 1973 Baker y Komar 1987 Waitt 1980 La unidad superior est formada por arena muy fina y limos con ripples indicando corriente hacia abajo del valle En total se identifican en algunas zonas hasta cerca de 100 ritmitas que se han interpretado como debidas a un n mero equivalente de inundaciones Waitt 1980 Sin embargo estas ritmitas se localizan en reas de baja altitud por lo que podr an haber sido emplazadas por inundaciones catastr ficas de menor magnitud Baker y Bunker 1985 En la superficie superior de algunas de estas ritmitas puede identificarse huellas de exposici n suba rea y dobletes de niveles de tephra o ceniza volc nica y vidrios correspondiente a la erupci n del Mnt St Helens S hace 13 000 a os Mullineaux et al 1978 Waitt 1985 Bloques err ticos Quiz s uno de los mejores indicadores geol gicos de m nimo caudal punta los constituyen los err ticos o bloques de naturaleza gran tica que provienen de
27. su m ximo desarrollo repres un volumen de agua de 2100 km3 la mitad del volumen del actual lago Michigan con una extensi n de 8000 km2 y alcanz los 600 mde profundidad m s de dos veces la profundidad del Lago Superior Pardee 1942 Cap tulo 15 P gina 8 Ciencias Planetarias Salamanca 2003 Localizaci n del Lago Missoula y zona inundada durante su FCO rotura en el pa a PA BAND Pleistoceno Superior we Soo dla wo ra EVENS Gargor ci ciel i LETEL TARTA f E seo inundada Logo Wiara o Cr a cin aS fos coho El avance y retroceso del Casquete Glacial Cordillerano permiti en repetidas ocasiones la rotura de la masa de hielo que conten a el Lago Missoula cuyo drenaje catastr fico kulhlaups se realiz hacia el Columbia Plateau En esta zona la inundaci n produjo una red de canales anastomosados que ocuparon una extensi n de 40 000 km2 y una anchura de 120 km Bretz et al 1956 Bretz 1969 y Baker y Komar 1987 Benito y O Connor 1991 2003 Las caracter sticas litol gicas del Columbia Plateau constitu do principalmente por basaltos miocenos cubiertos por dep sitos e licos cuaternarios determinaron la formaci n de una rica gama de morfolog as de erosi n y sedimentaci n asociadas a diferentes estadios de energ a del flujo Baker 1973 Baker y Nummendal 1978 Formas erosivas Las morfolog as erosivas dejadas por la inundaci n pueden ordenarse de menor a mayor
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