Las bahías de Carolina son depresiones elípticas a circulares concentradas a lo largo de la costa este de los Estados Unidos dentro de las costas de Nueva York , Nueva Jersey , Delaware , Maryland , Virginia , Carolina del Norte , Carolina del Sur , Georgia y el norte de Florida . [1] [2] [3] En Maryland, se denominan cuencas de Maryland . [4] Dentro de la península de Delmarva , estas y otras lagunas costeras también se denominan bahías de Delmarva . [5]
El nombre de "bahía de Carolina" se atribuye a veces a los escritos del explorador inglés John Lawson , que exploró Carolina del Norte, Carolina del Sur y Georgia a principios del siglo XVIII. Sin embargo, esta atribución no es correcta. Lawson describió haber visitado un pantano que contenía árboles de laurel , pero no hay ninguna indicación de que quisiera nombrar el pantano con la palabra "bahía". [6] Además, Lawson dijo que este pantano tenía márgenes empinados y que podía ver montañas al oeste desde las inmediaciones del pantano. Por lo tanto, parece más probable que este pantano fuera una depresión entre dunas entre las dunas de Carolina , en lugar de una bahía de Carolina. Sin embargo, los árboles de laurel están presentes en algunas bahías de Carolina. [7]
La primera descripción científica de las bahías de Carolina es de LC Glenn (1895), quien utilizó el término "bahía" (que describió como "extensiones similares a lagos") para referirse a estas características cerca de la ciudad de Darlington, Carolina del Sur . [8] Glenn puso comillas alrededor de la palabra "bahía", pero no utilizó la frase "bahía de Carolina". Una publicación posterior de F. A. Melton y William Schriever (1933) utilizó la frase "The Carolina Bays" (con comillas alrededor de la palabra "Bays"). [9] Más tarde, GR MacCarthy (1937) publicó un artículo titulado "The Carolina Bays", utilizando esta frase en toda la publicación (sin comillas y con una "B" mayúscula para la palabra "Bays"). [10]
Las bahías de Carolina están presentes en la llanura costera atlántica de los EE. UU. desde Nueva York hasta el norte de Florida. [1] [2] [11] En Maryland, se denominan cuencas de Maryland . [4] Dentro de la península de Delmarva , estas y otras lagunas costeras también se denominan bahías de Delmarva . [5]
Las bahías de Carolina varían en tamaño desde una a varios miles de acres. Alrededor de 500.000 de ellas están presentes en el área clásica de la llanura costera atlántica, muchas en grupos alineados en dirección noroeste-sudeste. Generalmente, el extremo sureste tiene un borde más alto compuesto de arena blanca.
Según artículos y monografías publicados, [2] [12] [13] la tendencia promedio de los ejes longitudinales de las bahías de Carolina varía de N16°O en el centro-este de Georgia a N22°O en el sur de Carolina del Sur, N39°O en el norte de Carolina del Sur, N49°O en Carolina del Norte y N64°O en Virginia. Dentro de esta parte de la llanura costera atlántica, la orientación de los ejes longitudinales de las bahías de Carolina varía entre 10 y 15 grados. [2] [12] [13] Si los ejes longitudinales de estas bahías de Carolina, medidos por Johnson (1942), se proyectan hacia el oeste, entonces generalmente convergen en el área del sureste de Indiana y el suroeste de Ohio . [2]
En el extremo norte de la distribución de las bahías de Carolina, dentro de la península de Delmarva y Nueva Jersey , la orientación promedio de los ejes largos cambia abruptamente unos 112 grados a N48°E. Más al norte, la orientación de los ejes largos se vuelve, en el mejor de los casos, claramente bimodal, exhibiendo dos direcciones muy divergentes y, en el peor, completamente aleatoria, carente de cualquier dirección preferida. [2] La placa 3 de Rasmussen y Slaughter, [4] que se reproduce como Figura 51 de Kacrovowski, [2] ilustra la naturaleza desorganizada de las orientaciones de los ejes largos de las bahías de Carolina en los condados de Somerset , Wicomico y Worcester , Maryland.
En el extremo sur de su distribución, las bahías de Carolina, en el sur de Georgia y el norte de Florida, tienen una forma aproximadamente circular. En esta zona, tienen una orientación débil hacia el norte. [2]
La mayoría de las bahías de Carolina consisten en unos pocos metros de arena y/o lodo que descansan sobre una discordancia sobre un sustrato más duro que no muestra signos de deformación u otra perturbación. [14] La composición y la edad de este sustrato más duro varía de un lugar a otro.
Las relaciones estratigráficas de algunas bahías de Carolina con campos de dunas eólicas en valles fluviales sugieren que las bahías de Carolina se formaron de manera episódica durante diferentes momentos en diferentes lugares. Por ejemplo:
Los núcleos tomados en varias bahías de Carolina han revelado una estratigrafía de unos pocos metros de arena y/o lodo que descansan sobre una discordancia sobre un sustrato más duro. [14] Las bahías de Carolina para las que se ha descrito la estratigrafía con cierto detalle incluyen Lake Mattamuskeet ( condado de Hyde , Carolina del Norte), Wilson's Bay ( condado de Johnston , Carolina del Norte), Herndon Bay ( condado de Robeson , Carolina del Norte), Big Bay (condado de Sumter, Carolina del Sur), Flamingo Bay ( condado de Aiken , Carolina del Sur) y Duke's Pond (condado de Tattnall, Georgia).
Lago Mattamuskeet (condado de Hyde, Carolina del Norte): [17] Los núcleos de esta bahía de Carolina revelaron una unidad de arena y arena limosa (depósitos lacustres y paleosuelos) de 0,3 a 1,2 m de espesor que reposa sobre una discordancia por encima de una unidad no perturbada de arcilla gris y arcilla arenosa (con conchas marinas y madrigueras) de edad del Pleistoceno. Los núcleos de los bordes de arena adyacentes revelaron una unidad de limo, limo de arena y arena limosa (interpretada como paleosuelos, costa, loess y depósitos eólicos) de 2,6 a 2,9 m de espesor que reposa sobre una discordancia por encima de una unidad no perturbada de arcilla gris y arcilla arenosa (con conchas marinas y madrigueras) de edad del Pleistoceno (la misma unidad que se encontró en los núcleos de la bahía de Carolina). El carbón y la madera de un borde de arena occidental (más cercano a la bahía) arrojaron edades de radiocarbono de ~5760 y 1270 años antes del presente (BP). El sedimento orgánico y el carbón de un borde de arena oriental (más alejado de la bahía) arrojaron edades de radiocarbono que van desde ~7750 a 2780 años BP.
Bahía de Wilson (condado de Johnston, Carolina del Norte): [18] Los núcleos y barrenas de esta bahía de Carolina revelaron una unidad de arena, limo arenoso y arena limosa (depósitos lacustres) de 1,5 a 3,2 m de espesor que reposa sobre una discordancia por encima de una unidad no perturbada de saprolita (gneis félsico meteorizado). Estos depósitos lacustres arrojaron una edad de radiocarbono de ~21.920 años AP. Los núcleos y barrenas de los bordes de arena adyacentes revelaron una unidad de arena fangosa, arena y grava de 1,5 a 4,0 m de espesor que reposa sobre una discordancia por encima de una unidad no perturbada de saprolita/gneis félsico meteorizado (la misma unidad que se encontró en los núcleos de la bahía de Carolina). El material orgánico dentro de la bahía arrojó una edad de ~21.920 años de radiocarbono AP.
Bahía Herndon (condado de Robeson, Carolina del Norte): [19] Los núcleos perforados en cuatro crestas de arena diferentes asociadas con esta bahía de Carolina revelaron que las crestas de arena están compuestas por acumulaciones de arena fina a gruesa de 2,5 a 4,5 m de espesor que descansan sobre una discordancia sobre una unidad inalterada de lodo negro de edad Cretácica (Formación Black Creek). Las muestras de sedimentos de los bordes de arena asociados con esta bahía de Carolina han producido tres edades de luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) de ~36.700 años atrás; ~29.600 años atrás; y ~27.200 años atrás.
Big Bay (Big Bay, condado de Sumter, Carolina del Sur): [16] Un núcleo (pozo de perforación D1/2) perforado dentro de esta bahía de Carolina atravesó las siguientes unidades: (1) Profundidad de perforación de 0 a 4,5 m = capa de arena eólica que recubre la bahía de Carolina; (2) Profundidad de perforación de 4,5 a 9,0 m = arena limosa y lodo arenoso con abundante material orgánico; y (3) Profundidad de perforación de 9,0 a 10,6 m = arcilla arenosa de edad del Plioceno (Formación Duplin). Las muestras de sedimentos de los bordes de arena asociados con esta bahía de Carolina han producido cuatro edades de luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) de ~35.700 años atrás; ~25.200 años atrás; ~11.200 años atrás; y ~2.100 años atrás.
En los núcleos de sedimentos no perturbados recuperados de Big Bay, Carolina del Norte, Brook y otros [16] documentaron zonas de polen bien definidas que consistían en conjuntos de polen distintos. Encontraron una serie estratigráficamente consistente de zonas de polen, cuya edad aumentaba de manera consistente con la profundidad desde la etapa del Holoceno hasta la etapa de Wisconsin, y de regreso a la etapa isotópica marina 5 [16].
Flamingo Bay (Aiken County, Carolina del Sur): [20] Un núcleo (C1) tomado dentro de esta bahía de Carolina reveló una unidad de 0,94 m de espesor de arena de cuarzo que reposa sobre una discordancia (paleosol) sobre una unidad no perturbada de limo arenoso y arcilla de edad del Eoceno. Las muestras de carbón dentro de la unidad de 0,94 m de espesor de arena de cuarzo produjeron edades de radiocarbono de ~4.500 a 2.500 años BP. Un núcleo (P25) tomado del borde de arena adyacente reveló una unidad de 1,85 m de espesor de arena cuaternaria que reposa sobre una discordancia (paleosol) sobre una unidad no perturbada de limo arenoso y arcilla de edad del Eoceno (la misma unidad que se encontró en el núcleo C1 de dentro de la bahía de Carolina). Moore et al. (2012) [21] informaron que las muestras de sedimentos de las crestas de arena asociadas con esta bahía de Carolina han producido cinco edades OSL de ~15.000 años atrás; Hace ~13.100 años; Hace ~11.500 años; Hace ~9.200 años; y Hace ~5.000 años. Brooks et al. (2010) [22] informaron que las muestras de sedimentos de las crestas de arena asociadas con esta bahía de Carolina arrojaron edades OSL de ~108.700 años atrás; y ~40.300 años atrás.
Estanque de Duke (condado de Tattnall, Georgia): [15] Una muestra de sedimento de un borde de arena en el margen de esta Carolina ha arrojado una edad de OSL de aproximadamente 23.600 años atrás. El sedimento de turbera basal dentro de esta bahía de Carolina arrojó una edad de aproximadamente 8.600 años de radiocarbono atrás.
En un estudio de varias bahías de Carolina del Norte, Gamble et al. (1977) afirmaron que las perforaciones y los núcleos indicaron que la capa y los sedimentos subyacentes a las bahías de Carolina no han sido alterados. [23] Los estudios de Frey, [24] [25] Watts, [26] y Whitehead [27] [28] también han documentado que los sedimentos que llenan las bahías de Carolina generalmente no han sido alterados. Varios núcleos han descubierto que los sedimentos que llenan las bahías de Carolina tienen capas o lechos distintos y concordantes. [16] [24] [25] [26] [27] [29]
La datación de los bordes de arena de varias bahías de Carolina mediante técnicas de luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) ha arrojado edades que van desde ~109.000 a ~2.000 años atrás, pero la mayoría de las edades de los bordes de arena van desde ~40.000 a ~11.000 años atrás. [14] [20] [16] [30] [22] [31]
Bliley y Burney, [18] Mixon y Pilkey, [32] Thom, [33] y Kaczorowski han obtenido fechas de radiocarbono a partir de materia orgánica recolectada de sedimentos no perturbados que llenan las bahías de Carolina. [2] Algunas fechas de radiocarbono obtenidas de materia orgánica dentro de sedimentos no perturbados tienen una edad de radiocarbono mayor a 14.000 años AP . Las fechas de radiocarbono varían de 27.700 ± 2.600 a 440 ± 50 años AP. [27] [29] Algunos núcleos han contenido materia orgánica que era demasiado antigua para datarla con métodos de radiocarbono, lo que resultó en fechas "mayores que". Por ejemplo, las muestras de algunas bahías de Carolina han sido datadas en más de 38.000 a 49.550 años AP. [16] [24] En los casos en los que se han determinado múltiples fechas de radiocarbono a partir de un solo núcleo, la mayoría de las fechas de radiocarbono suelen ser consistentes en términos de su posición estratigráfica dentro de un núcleo, y las tasas de acumulación calculadas solo a partir de ellas rara vez son anómalas. Dada la naturaleza de la datación por radiocarbono, ocasionalmente ocurren fechas discordantes incluso en depósitos no perturbados, cuando se dataron múltiples muestras. Las fechas discordantes ocasionales por sí mismas no tienen sentido como indicador de perturbación. La estratigrafía interna intacta de los sedimentos de la bahía de Carolina, como lo indican los paleosuelos y las zonas de polen (por ejemplo, Big Bay [16] ) refuta tales argumentos.
Como lo discutió Gaiser, [29] las fechas de radiocarbono reportadas de cualquier bahía de Carolina son fechas mínimas para su formación. Las fechas de radiocarbono solo representan tiempos durante los cuales la materia orgánica se acumuló y se preservó en las bahías de Carolina. En otros tiempos, la materia orgánica datable podría no haberse conservado como sedimento acumulado dentro de ellas, o la materia orgánica más antigua podría haberse destruido cuando las bahías se secaron. Durante los tiempos en que el nivel freático estaba por debajo del fondo de una bahía de Carolina (por ejemplo, posiblemente durante los períodos glaciares cuando el nivel del mar estaba 130 metros (400 pies) por debajo del actual), la materia orgánica podría haber sido destruida por oxidación y meteorización. Además, durante esos tiempos, los procesos eólicos podrían haber erosionado cualquier sedimento existente en el fondo de las bahías de Carolina. Hay quienes sugieren que la fecha de radiocarbono más antigua de una bahía de Carolina solo indica el momento en que el nivel freático subió lo suficiente como para que existiera un lago o pantano permanente dentro de ella. [29] Esta interpretación, sin embargo, puede depender de la naturaleza del sedimento suprayacente. Por ejemplo, los procesos eólicos pueden enterrar y preservar la materia orgánica y, por lo tanto, la preservación de la materia orgánica puede ocurrir independientemente del comportamiento del nivel freático.
Las bahías tienen muchas estructuras vegetales diferentes, según la profundidad de la depresión, el tamaño, la hidrología y el subsuelo. Muchas son pantanosas; algunas de las más grandes son (o eran antes del drenaje) lagos; el lago Waccamaw de 14 millas cuadradas (36 km 2 ) es un ejemplo sin drenaje. Algunas bahías son predominantemente de aguas abiertas con grandes cipreses de estanque dispersos , mientras que otras están compuestas por áreas espesas y arbustivas ( pozosins ), con vegetación que crece sobre esteras de turba flotantes. Las bahías son especialmente ricas en biodiversidad , incluidas algunas especies raras y/o en peligro de extinción . Las especies que prosperan en los hábitats de las bahías incluyen aves, como cigüeñas de madera , garzas , garcetas y otras aves acuáticas migratorias , mamíferos como ciervos , osos negros , mapaches , zorrillos y zarigüeyas . Otros residentes incluyen libélulas , anolis verdes y ranas arbóreas verdes .
Las bahías contienen árboles como el eucalipto negro , el ciprés calvo , el ciprés de estanque, el laurel dulce , el laurel loblolly , el laurel rojo , el liquidámbar , el arce , la magnolia , el pino de estanque y arbustos como el arbusto de fetterbush , la cletra , el zumaque , el arbusto de botón , la zenobia y el arándano de la gallberry . Las plantas comunes en las bahías de Carolina son los nenúfares , las juncias y varias hierbas . [34] Varias plantas carnívoras habitan en las bahías de Carolina, incluidas la utricularia , la pináculo , la planta carnívora y la drosera .
Algunas bahías han sido muy modificadas por las actividades humanas, como la agricultura , la construcción de carreteras y la construcción de complejos de viviendas y campos de golf . Por ejemplo, Carvers Bay, una gran bahía en el condado de Georgetown, Carolina del Sur , se utilizó como campo de prácticas de bombardeo durante la Segunda Guerra Mundial . Se ha drenado y hoy en día se utiliza principalmente para el cultivo de árboles . Otras se utilizan para cultivos de hortalizas o de campo con drenaje . Un estudio de las bahías ubicadas en la península de Delmarva estimó que el 70% se había convertido parcial o totalmente a la agricultura. [35]
En Carolina del Sur, Woods Bay , en la frontera de los condados de Sumter y Florence , cerca de Olanta , fue designada parque estatal para preservarla lo más posible en su estado natural. Además, 66 Bennett's Bay, [36] cerca de Manning , en el condado de Clarendon, Carolina del Sur , es una reserva patrimonial designada.
Otra bahía en el condado de Bamberg, Carolina del Sur , es propiedad de la Sociedad de Plantas Nativas de Carolina del Sur, [37] que ha estado desarrollando una reserva de 52 acres (210.000 m 2 ) llamada Lisa Matthews Memorial Bay, [38] que está tratando de preservar y aumentar la flor silvestre en peligro de extinción a nivel federal Oxypolis canbyi (Canby's Dropwort) en la bahía. El área de tierras altas que rodea la bahía está siendo restaurada de una plantación de pino loblolly al pino de hoja larga original . Incluida en la restauración de la hoja larga está la restauración de la espartillo ( Aristida beyrichiana ) como una planta clave del sotobosque. Su inflamabilidad ayuda en la quema periódica, que es necesaria para Canby's Dropwort y muchas de las otras especies únicas del medio ambiente.
La mayoría de los geólogos interpretan hoy las bahías de Carolina como características geomorfológicas relictas que se desarrollaron a través de varios procesos eólicos y lacustres . Múltiples líneas de evidencia, por ejemplo, la datación por radiocarbono , la datación por luminiscencia estimulada ópticamente y la palinología , indican que las bahías de Carolina son anteriores al inicio del Holoceno . El polen fósil recuperado de núcleos de sedimento no perturbado tomados de varias bahías de Carolina en Carolina del Norte por Frey, [24] [25] Watts, [26] y Whitehead [27] [28] documentan la presencia de zonas de polen glacial completas dentro de los sedimentos que llenan algunas bahías de Carolina. El rango de fechas se puede interpretar como que las bahías de Carolina se crearon episódicamente durante las últimas decenas de miles de años o se crearon en algún momento hace más de cien mil años y desde entonces se han modificado episódicamente. [20] [16] [30]
Trabajos recientes del Servicio Geológico de Estados Unidos [14] han interpretado las bahías de Carolina como lagos termokársticos relictos que han sido modificados por procesos eólicos y lacustres . Los lagos termokársticos modernos son comunes hoy en día alrededor de Barrow (Alaska), y los ejes largos de estos lagos son oblicuos a la dirección predominante del viento. Estos lagos se desarrollan por descongelación del suelo congelado, con posterior modificación por el viento y las olas. Por lo tanto, la interpretación de las bahías de Carolina como lagos termokársticos relictos implica que el suelo congelado alguna vez se extendió tan al sur como las bahías de Carolina. Esta interpretación es consistente con las fechas de luminiscencia estimulada ópticamente, que sugieren que las bahías de Carolina son características relictas que se formaron cuando el clima era más frío, más seco y más ventoso. [14] [22] [31]
Los geólogos y geomorfólogos cuaternarios afirman que las características de las bahías de Carolina se pueden explicar fácilmente por procesos terrestres conocidos y modificaciones repetidas por procesos eólicos y lacustres. [39] Además, los geólogos y geomorfólogos cuaternarios han encontrado una correspondencia en el tiempo entre cuándo ocurrió la modificación activa de los bordes de las bahías de Carolina con mayor frecuencia y cuándo las dunas de arena adyacentes estuvieron activas durante la glaciación de Wisconsin entre 15.000 y 40.000 años (Wisconsin tardía) y 70.000 a 80.000 años antes de Cristo (Wisconsin temprana). [22] [31]
Además, los geólogos y geomorfólogos cuaternarios han descubierto que las orientaciones de las bahías de Carolina son consistentes con los patrones de viento que existían durante la glaciación de Wisconsin, tal como se reconstruyeron a partir de las orientaciones de las dunas parabólicas en los valles de los ríos. [13] [14] Dentro de la llanura de la costa atlántica, la orientación de los ejes largos de las bahías de Carolina y la dirección inferida del movimiento de las dunas de arena adyacentes, cuando están presentes, son generalmente oblicuas entre sí. En el sur de Georgia y el norte de Florida, la orientación coincide con una dirección inferida de oeste a este del movimiento de las dunas de arena del Pleistoceno. [40] Hacia el norte, desde el norte de Georgia hasta Virginia, la dirección promedio inferida del movimiento de las dunas de arena parabólicas del Pleistoceno cambia sistemáticamente junto con la orientación promedio de los ejes largos de las bahías de Carolina para quedar oblicuas a ellos. En la península de Delmarva, el cambio de 112 grados en la tendencia promedio de los ejes largos también se corresponde con un cambio en la dirección promedio inferida del movimiento de las dunas de arena parabólicas del Pleistoceno, de modo que su dirección de movimiento también es oblicua a los ejes largos, como es el caso en el resto de la llanura costera atlántica. [13]
Las interpretaciones alternativas de las bahías de Carolina que la mayoría de los geólogos ya no ven con buenos ojos incluyen:
Otras depresiones de la forma del relieve, no ampliamente aceptadas como bahías de Carolina, están presentes dentro de la llanura costera del norte del Golfo de México en el sur de Mississippi y Alabama , donde se conocen como estanques Grady o estanques Citronelle . [41] [42] [43] También se conocen por una variedad de nombres como pocks , pock marks , bagols , lacs ronds y estanques naturales. Estas características en el sur de Mississippi y Alabama tienen una forma elíptica a aproximadamente circular. La medición de los ejes largos de 200 estanques elípticos Grady / Citronelle en el suroeste del condado de Baldwin, Alabama, encontró una orientación muy distinta, agrupada estrechamente alrededor de N25°W. [42]
Las depresiones no drenadas, de forma circular u ovalada y que presentan una amplia gama de área y profundidad, también son una característica de la llanura costera del Golfo de México en Texas y el suroeste de Luisiana. Estas depresiones varían en tamaño de 0,25 a 2 millas (0,4 a 3 km) de diámetro. Dentro del condado de Harris, Texas, los bordes elevados, que tienen aproximadamente 2 pies (0,6 m) de altura, encierran parcialmente estas depresiones. [44] [45]