Accidentes fluviales y lacustres

Abanico aluvial

Un abanico aluvial o cono de deyección, es en geomorfología una forma del terreno o accidente geográfico formado cuando una corriente de agua que fluye rápidamente entra en una zona más tendida y su velocidad disminuye, extendiéndose su cauce en abanico, en general a la salida de un cañón en una llanura plana.

Características

Su vista en planta presenta el aspecto de un abanico y se origina a partir de la sedimentación de la carga sólida transportada por una corriente fluvial allí donde ésta pierde súbitamente fuerza debido a la brusca disminución de la gradiente topográfica que se produce cuando un río que corre por entre las montañas alcanza la llanura del pie de monte o por otra causa parecida desde el punto de vista hidrodinámico, como cuando una corriente tributaria alcanza un valle de menor gradiente. De esta forma, la acumulación ocurre por desconfinamiento y pérdida súbita de capacidad y competencia de los procesos sedimentarios intervinientes, flujos fluidales y flujos de gravedad.

Morfología

El perfil radial del abanico aluvial es cóncavo, mientras que perfil transversal es marcadamente convexo. Generalmente los sedimentos más gruesos se hallan localizados en la zonas proximales, mientras que los más finos se hallan hacia la zonas distales del abanico.

En la descripción de abanicos aluviales se utiliza la siguiente subdivisión: zona de cabecera, correspondiente a la parte más cercana al ápice asociada normalmente a conglomerados y clasto de tamaño, zona de cuerpo, presentando normalmente alternancia de conglomerados con areniscas y la zona de pie del abanico correspondiente a zonas distales que puede interdigitarse con otros ambientes sedimentarios, que puede ser caracterizada a la alternancia de areniscas con estratificación cruzada. La pendiente general varía entre 5° y 10° en la zona de la cabecera y de 1° a 2° en el pie, existiendo una correlación positiva entre pendiente del abanico y calibre del sedimento.¹

Con respecto a las diferencias entre abanicos aluviales y los ríos se puede decir que los primeros tienen mayor pendiente que ríos “normales”. Es posible decir que existe una relación correlación positiva entre área del abanico y área de la cuenca de drenaje, como también una tendencia que correlaciona negativamente la pendiente del abanico y el área de la cuenca de drenaje.^2 3

Procesos que lo generan

Aunque la vista en planta puede semejar a la de un delta litoral, los procesos que generan a estas dos formas son esencialmente diferentes, como son diferentes las estructuras sedimentarias que las caracterizan. En efecto, mientras que el abanico aluvial es una formación continental, el delta hidrográfico es típicamente litoral, en el sentido que el ambiente en que se genera es el de transición entre el continental y el marino o lacustre; el delta litoral también se forma por la disminución de la velocidad de la corriente y consecuente disminución de la capacidad de transporte de la corriente fluvial.

En el delta fluvial la sedimentación se debe a que los materiales sólidos transportados por la corriente fluvial resultan demasiado pesados cuando la corriente fluvial pierde fuerza al encontrar la resistencia de un cuerpo de agua (lago, laguna, océano, etc.). Aun así, algunas veces suele llamarse delta seco a algunos abanicos aluviales, como sucede en el delta del Okavango (Botsuana, África).

En México y el oeste de Estados Unidos, se denomina en algunas ocasiones bajada al talud continuo que resulta de la coalescencia lateral de varios abanicos aluviales que se suceden uno al lado del otro en una llanura de pie de monte. El término abanico aluvial (en inglés, alluvial fan) proviene de la geomorfología en lengua inglesa; y resulta sinónimo del de cono de deyección (en francés, cône de déjection), que proviene de la geomorfología en lengua francesa.

El pie de la vertiente occidental de la cordillera occidental de los Andes peruanos está constituido por una sucesión de abanicos aluviales que determinan la llanura costera de baja gradiente del pie de monte andino del Perú; cuando el abanico es suficientemente amplio da lugar a un terreno de gran vocación agrícola, intensamente irrigado por canales que se derivan del río principal y, en algunos casos, también por aguas extraídas del subsuelo acuífero.

Lima y las otras ciudades de la costa peruana se levantan sobre estas llanuras, que determinan sus posibilidades y problemas. Debido a los procesos litorales, una porción importante del abanico aluvial de Lima está erosionada dando lugar a un excepcional corte geológico que permite observar las estructuras sedimentarias del abanico aluvial que caracterizan el singular paisaje de los acantilados costeros de los distritos occidentales de la ciudad. La erosión litoral del abanico aluvial de Lima ha hecho que este asuma un contorno distal cóncavo (bahía de Lima), en lugar del contorno convexo que corresponde a los abanicos.

Zonación y facies

En los abanicos aluviales se pueden distinguir tres zonas, respondiendo principalmente a factores de distribución areal y a la distribución de facies susceptibles de ser reconocidas en el registro estratigráfico.⁴

• Zona de cabecera. Es la parte más alta del abanico, de reducida extensión areal, presentando granulometrías gruesas y heterométricas, constituida por flujos masivos (debris flows) con un comportamiento viscoso o por flujos acuosos muy densos, su grado de preservación en el registro estratigráfico es bajo. Los sedimentos se caracterizan por ser paraconglomerados gruesos (matriz soportada) que típicamente muestran una falta de imbricación y de estratificación, con una concentración de clastos más gruesos en la parte superior y exterior de los lóbulos. Ellos se interdigitan con los estratos horizontales de ortoconglomerados con cantos imbricados, depositados por las corrientes rápidas.

• Zona de cuerpo del abanico. Se caracteriza por una falta general de aguas superficiales debido a la infiltración, con cauces más raros y someros. Con predominancia de transporte de materiales mediante corrientes tractivas en cursos con morfología trenzada, barras entrelazadas, con mayor participación de corrientes fluidas. La estratificación está mejor desarrollada, mejora la selección, y los clastos son más pequeños y más redondeados. Las areniscas se vuelven más abundantes y normalmente muestran estratificación masiva, laminación cruzada planar y guijarros dispersos. Lentejones de limo pueden ser comunes. Con mayor extensión que la zona de cabecera, presenta dos zonas diferenciadas. La superior (interna) muestra una buena equivalencia lateral con la zona de cabecera de la que proceden algunos episodios masivos y sobre todo de la que proceden los flujos acuosos densos y altamente energéticos (sheet floods). La zona externa posee facies que cuando se trata de materiales conglomeráticos, muestra un transporte mediante corrientes acuosas, que pueden redondear los clastos por impacto y realizar alguna selección granulométrica de los mismos.

• Zona de pie del abanico. Es normalmente la de mayor extensión, se prolonga hasta las zonas donde se observa la influencia del transporte de sedimentos, su pendiente es más suave y su granulometría más fina, mostrando un mayor número de canales debido a la reaparición de las aguas superficiales. Con predominancia de transporte de materiales mediante corrientes tractivas en cursos con morfología trenzada. Se distinguen dos zonas. La zona superior se caracteriza por tener materiales canalizados. Las facies predominantes son arenosas, y lutiticas con intercalaciones gruesas con tendencia granocreciente y presencia de canales. La zona externa presenta granos finos y muy finos. Estas zonas pueden tener periodos prolongados de no sedimentación, favoreciéndose el desarrollo de paleosuelos. Muestra cuerpos canalizados menos abundantes. Esta zona puede presentar interdigitaciones con otros ambientes (evaporítico, lacustre,fluvial).

Clasificación

La siguiente es la clasificación comúnmente más utilizada para describir abanicos aluviales.¹

• Abanicos húmedos. Con corrientes (semi) perenne pueden cubrir miles de kilómetros cuadrados y cuentan también con gradientes más bajos, normalmente menores a 1º. En estos existe un predominio de flujos fluidos.

• Abanicos secos o áridos. Con escurrimiento esporádico, está dominado por flujo de detritos. Normalmente se desarrollan a lo largo de los escarpes de falla y en grabens, donde el tectonismo renovado, lleva a repetirse la sedimentación. Pueden cubrir unas pocas decenas de kilómetros cuadrados y puede mostrar gradientes globales de más de 3º.

Respuestas al levantamiento tectónico

En caso de que el abanico aluvial se encuentre condicionado principalmente por factores tectónicos, el abanico aluvial responderá a variaciones del equilibrio dependiendo de la relación entre las velocidades de alzamiento y de encajamiento del cauce principal. Cuando la velocidad del levantamiento es mayor a la del encajamiento del cauce principal, se produce una acumulación de pequeños conos sobre impuestos a las partes más internas del abanico. Originan una ordenación secuencial de granulometrías inversas. Cuando la velocidad del levantamiento es menor a la del encajamiento del canal principal, toda la sedimentación se localizará hacia el pie del abanico, donde se construirán unos conos de deyección de menor entidad pero de gradación negativa.

Un abanico aluvial o cono de deyección, es en geomorfología una forma del terreno o accidente geográfico formado cuando una corriente de agua que fluye rápidamente entra en una zona más tendida y su velocidad disminuye, extendiéndose su cauce en abanico, en general a la salida de un cañón en una llanura plana.

Se denomina abanico aluvial a la formación de terreno que presenta una moderada inclinación en forma de abanico que se origina mediante el paso de miles y millones de años mediante el depósito de materiales sedimentarios que son el producto de la erosión originada en las zonas de la base de cordilleras montañosas. Es posible identificar a los abanicos aluviales en zonas con terrenos áridos o semi áreidos, como en el sur de los Estados Unidos. Sin embargo el tipo de terreno no es desicivo para la formación de estos abanicos aluviales, también es posible encontrarlos en zonas con climas más húmedos e inclusive en lugares semi tropicales como las costas de Venezuela. Son sumamente activos y es común que presenten inundaciones o flujos detríticos en cualquier zona del abanico. Aquellos que presentan menor actividad no se ven influenciados por las inundaciones.

Los abanicos aluviales se originan siempre al final de una pendiente montañosa o un terreno con declive pronunciado donde es posible observar un cambio brusco en el movimiento de la corriente de agua. Los canales de agua que se encuentran erosionados en el terreno transportan agua desde una punta a la otra del cono aluvial, usualmente siguiendo un ritmo de aguas entrelazadas. Materiales sedimentarios generalmente se depositan en estos numerosos canales. Cuando ocurren fuertes mareas o grandes corrientes de agua sucede que la erosión ejercida se incrementa y el descargo de sedimentaciones se realiza cuando la marea disminuye. Aquellos sedimentos que se encuentran ya en el abanico son levantados con las mareas y vueltos a depositar una vez que bajan, solo que con cada movimiento se ubican un poco más cercanos al extremo del cono aluvial.

Características

Su vista en planta presenta el aspecto de un abanico y se origina a partir de la sedimentación de la carga sólida transportada por una corriente fluvial allí donde ésta pierde súbitamente fuerza debido a la brusca disminución de la gradiente topográfica que se produce cuando un río que corre por entre las montañas alcanza la llanura del pie de monte o por otra causa parecida desde el punto de vista hidrodinámico, como cuando una corriente tributaria alcanza un valle de menor gradiente. De esta forma, la acumulación ocurre por desconfinamiento y pérdida súbita de capacidad y competencia de los procesos sedimentarios intervinientes, flujos fluidales y flujos de gravedad.

Clasificación

-Abanicos húmedos: Con corrientes (semi) perenne pueden cubrir miles de kilómetros cuadrados y cuentan también con gradientes más bajos, normalmente menores a 1º. En estos existe un predominio de flujos fluidos.

-Abanicos secos o áridos: Con escurrimiento esporádico, está dominado por flujo de detritos. Normalmente se desarrollan a lo largo de los escarpes de falla y en grabens, donde el tectonismo renovado, lleva a repetirse la sedimentación. Pueden cubrir unas pocas decenas de kilómetros cuadrados y puede mostrar gradientes globales de más de 3º

SISTEMA DE ABANICOS ALUVIALES

      Los abanicos aluviales son depósitos de detritos clásticos, que vistos en planta presentan formas característicamente cónicas. Este tipo de sistemas se desarrollan en las zonas aledañas a las porciones que delimitan los escarpes de altos morfológicos (Fig. 1), en donde el aporte de sedimentos es mucho mayor y las corrientes son confinadas a valles angostos que se tienen dentro de una cuenca adyacente (Nilsen, 1982; Einsele, 1992). Son particularmente comunes en regiones áridas o semiáridas en donde la vegetación es escasa y el transporte de sedimentos ocurre esporádicamente pero con gran violencia durante las tormentas. También llegan a desarrollarse en regiones húmedas, incluyendo en zonas de glaciales, en donde los procesos de canalización son más importantes.

                                       

                         Fig. 1      Desarrollo de abanicos aluviales en las inmediaciones de la Sierra Cíbuta en el norte de Sonora.

Procesos de depósito

      Los procesos de transporte dominantes en el depósito de sedimentos dentro de estos sistemas fluviales según Boggs (1987) son: 

(1) Flujo de corrientes. La sedimentación en los abanicos aluviales da inicio cuando las corrientes pierden parte de su competencia para transportar material al salir de los valles confinados de las tierras altas. Los flujos de corrientes producen tres tipos de depósitos: (a) aquellos sedimentos depositados dentro de los canales de corrientes que se desarrollan dentro de los abanicos, llamados depósitos de canal. Estos sedimentos forman cuerpos angostos y alargados, consistiendo principalmente del material más grueso y pobremente clasificado que se deposita bajo este tipo de flujo. (b) Los depósitos de avenida son formados por el surgimiento de aguas cargadas de sedimentos que salen de los canales principales a la superficie del abanico. La sedimentación se da cuando las corrientes se ensanchan y se dividen en capas en donde la profundidad del agua y la velocidad de flujo decrecen (Bull, 1972). Estos depósitos son lateralmente continuos y están constituidos por gravas, arenas y limos. (c) Los depósitos de tamíz, ocurren en las porciones del abanico aluvial donde el aporte de arena, limo y arcilla es relativamente bajo, por lo que están caracterizados por lóbulos de grava gruesa.

 (2) Flujo de detritos. Este proceso de transporte es más común en zonas áridas y semiáridas donde se tienen lluvias poco frecuentes pero violentas, taludes con inclinaciones muy fuertes y vegetación escasa. Los depósitos de flujo de detritos son característicamente mal clasificados, incluyendo grandes bloques de diferentes tamaños, y no presentan estructuras sedimentarias primarias. Así mismo, son impermeables y no-porosos debido al alto contenido de lodo en la matriz.

(3) Flujo de lodo. Los depósitos producidos por este tipo de flujo son muy similares a los que se originan por flujo de detritos; sin embargo, están constituidos por sedimentos dominantemente arenosos y más finos.

(4) Deslizamientos. Este proceso incluye la caída de rocas, el deslizamiento y corrimiento de tierra, e inclusive avalanchas de nieve. El tamaño del material que se transporta por este proceso es muy variado, y van desde lodo hasta grandes bloques de roca (Fig. 2), partes de suelo, cantidades importantes de vegetación, y ocasionalmente, automóviles y casas. Debido a que mucho del material acarreado por los deslizamientos son muy similares a los presentes en los flujos de detritos, los depósitos que ambos generan pueden ser difíciles de diferenciar en secuencias antiguas; sin embargo, una mayor proporción de bloques grandes y la mayor angulosidad de los clastos, pueden estar determinando depósitos de deslizamiento.

Fig. 2      Depósitos de deslizamiento en abanicos aluviales de la cuenca Imuris-Nogales en el norte de Sonora.

      Por otra parte, Blair y McPherson (1994, fig.12, p.464) consideran que los procesos primarios que operan en el desarrollo de los abanicos aluviales son aquellos que transportan el material hacia éstos, y que son procesos regidos por la fuerza gravedad; además, los ubican dentro de eventos catastróficos y de corta duración, dando como consecuencia depósitos de clastos angulosos, gruesos, y pobremente clasificados. Sin embargo, las características generales de dichos depósitos son muy similares a las descritas anteriormente, con la diferencia que para Blair y Mc Pherson (1994), los depósitos de deslizamiento son los típicos para representar abanicos aluviales.

Características de los sedimentos     

      Vistos en planta, los abanicos aluviales presentan formas cónicas, con un sistema bien desarrollado de ríos sinuosos sobre la superficie del abanico. El perfil longitudinal desde el origen hasta la porción terminal del abanico es comúnmente cóncavo hacia arriba; mientras que el perfil transversal es generalmente convexo hacia arriba. Desde el punto de vista morfológico, los sistemas de abanicos aluviales pueden ser divididos en tres unidades (Fig.3):

Fig. 3      Unidades morfológicas de los abanicos aluviales. Se muestra también las características del perfil transversal (arriba) y longitudinal (abajo) al sistema.

(1)   Abanico proximal. Es la porción del sistema que se encuentra más cercana al alto morfológico, presenta los gradientes de inclinación más altos y los sedimentos que se depositan son principalmente los más gruesos.

(2)   Abanico medio. En esta parte se tienen gradientes de inclinación menores en el talud y los canales tienden a ser mucho más someros que en el abanico proximal, dando como consecuencia que los sedimentos sean de tamaño intermedio.

(3)   Abanico Distante. También se le conoce como la base del abanico. Se distingue por presentar los gradientes de inclinación más bajos del sistema, una sedimentación muy fina y la ausencia de canales bien desarrollados.

      Debido a que la distribución de facies en los abanicos aluviales está en relación muy estrecha con las unidades geomorfológicas, está se divide en facies proximal, media, y distante (Fig.4); mostrando diferencias muy marcadas entre ellas, en cuanto al tamaño de los sedimentos depositados.

Fig. 4    Varicación de los depósitos dentro de un abanico aluvial

-          Facies proximal. Esta facies está representada por los sedimentos más gruesos y pobremente clasificados y angulosos del sistema (Fig. 5). Los sedimentos consisten principalmente de conglomerados con una textura soportada por la matríz, originados por flujos de detritos, y depósitos de tamíz; sobre los canales pueden depositarse conglomerados con una textura soportada por los clastos. Dentro de esta facies están incluidos los depósitos de deslizamiento que se desarrollan asociados a los escarpes de los altos morfológicos.

-          Facies media. Está caracterizada por sedimentos originados en la parte media del sistema, tanto por flujos de corriente como por flujos de detritos. Los sedimentos que predominan en esta facies son depósitos lateralmente continuos de arena y grava, los cuales pueden llegar a presentar estratificación cruzada plana y cóncava. Los conglomerados dentro de esta facies presentan una imbricación de clastos bien desarrollada, con la inclinación hacia la parte proximal.

-          Facies distante. Los depósitos dentro de esta facies presentan una continuidad lateral mucho más marcada que en la facies anterior, y son mucho más finos. Predominan capas de arena y limo con estratificación horizontal y estratificación cruzada recta de bajo ángulo, así como algunos conglomerados mejor clasificados que en las dos facies anteriores.

      Blair y Mc Pherson (1994) mencionan que la importancia de reconocer este tipo de depósitos en la historia geológica de una región, recae en el hecho de que está delineando condiciones paleogeográficas y paleotectónicas específicas, incluyendo: (1) la presencia de una zona de subsidencia regional asociada ya sea a extensión o transtensión, (2) la presencia de una falla normal o de desplazamiento lateral en el límite entre el alto morfológico y la cuenca sedimentaria y, entre otras, (3) una proximidad a las fallas marginales de la cuenca.

Fig. 5       Variación granulométrica general de los sedimentos a lo largo de una sección longitudinal dentro de un abanico aluvial.