Canterbury Bight es una gran ensenada en el lado este de la Isla Sur de Nueva Zelanda . La ensenada se extiende por aproximadamente 135 kilómetros (84 millas) desde el extremo sur de la península de Banks hasta el asentamiento de Timaru y mira hacia el sureste, exponiéndola a olas de tormentas de alta energía que se originan en el Océano Pacífico . Como resultado, la ensenada es conocida por sus condiciones difíciles, con alturas de olas de más de 2 metros (6,6 pies) comunes. [1] Gran parte de la geografía de la ensenada está determinada por este entorno de alta energía que interactúa con múltiples grandes ríos que ingresan al Pacífico en la ensenada, como los ríos Rakaia , Ashburton/Hakatere y Rangitata . [2] El sedimento de estos ríos, predominantemente grauvaca , se deposita a lo largo de la costa y se extiende hasta 50 kilómetros (31 millas) mar adentro desde la costa actual. [1] Se pueden encontrar múltiples hapua , o lagunas de desembocadura de río , a lo largo de la ensenada donde las olas han depositado suficiente sedimento para formar una barrera a través de la desembocadura de un río, incluidas las más notables el lago Ellesmere/Te Waihora y la laguna Washdyke.
Canterbury Bight se puede dividir en tres regiones distintas: la Zona Sur, la Zona Central y la Zona Norte. [3]
La Zona Sur va desde Dashing Rocks en Timaru en el sur hasta la desembocadura del río Rangitata en el norte. [3] Las características incluyen la barrera Washdyke y la laguna Washdyke .
La Zona Central es la más grande y se extiende entre la desembocadura del río Rangitata y Taumutu en el extremo sur de Kaitorete Spit . Acantilados aluviales no consolidados intercalados con arenas y limos, que respaldan playas escarpadas, estrechas, mixtas de arena y grava, unifican esta zona. [3] Los acantilados son el resultado de la erosión de los abanicos aluviales del río Rangitata, el río Ashburton / Hakatere y el río Rakaia , cuyas desembocaduras están todas abarcadas por esta región. La continua erosión de los acantilados aporta alrededor del 70% del material grueso suministrado a las playas mixtas de arena y grava de Canterbury Bight. [2]
La Zona Norte se extiende desde Taumutu hasta la Península de Banks y representa el extremo "a la deriva" de la ensenada. Esta zona está dominada por Kaitorete Spit (en realidad una barrera) y está respaldada en gran medida por sistemas de dunas. [3] Kaitorete 'Spit' encierra el lago Ellesmere/Te Waihora , el cuarto lago más grande de Nueva Zelanda. Esta es la única zona que no se encuentra en un estado de erosión a largo plazo.
En términos generales, existen seis fuentes potenciales de sedimentos para los ambientes de playa. Se trata de transporte costero , transporte terrestre, transporte eólico, transporte fluvial (y acantilados aluviales para Canterbury Bight), deposición biógena (principalmente en forma de concha) y deposición de hidrógeno. [1] En el sistema de Canterbury Bight, el transporte eólico y la deposición biogénica e hidrogenada pueden excluirse como agentes de entrada de sedimentos. Se puede excluir el viento, ya que actúa eliminando sedimentos de la playa, aunque no es una cantidad significativa. La deposición biogénica puede excluirse ya que el ambiente de alta energía y los sedimentos gruesos disuaden a los animales con caparazón de ocupar el área. Por último, la deposición de hidrógeno no se considera importante para el sistema de Canterbury Bight. [1] Esto significa que los ríos, el transporte costero y el transporte terrestre son las principales fuentes de sedimentos para Canterbury Bight.
Se cree que la erosión de los acantilados aluviales (y el posterior transporte costero) a través de la zona central de Canterbury Bight proporciona la mayor parte del material grueso al sistema de playas. [1] Esto crea un enigma, ya que generalmente se acepta que los ríos son la principal fuente de sedimentos para las costas y tres grandes ríos (Rangitata, Ashburton y Rakaia) desembocan en la ensenada de Canterbury. Además, la cantidad total de sedimentos que los ríos transportan a la costa es proporcional a la de otros ríos del mundo. [3] La primera razón por la que los ríos no aportan una cantidad significativa de sedimento a la costa es que los sedimentos gruesos (es decir, gravas) son transportados mar adentro durante las inundaciones donde las olas no pueden devolverlos a la costa y/o se depositan más lejos. tierra adentro dentro del cauce del río. [1] La segunda razón es que el material capaz de nutrir la costa (es decir, material grueso como grava) proporcionado por los ríos se estima en sólo alrededor de 176.700 m3/año, aunque este valor es muy especulativo. [4] Esta estimación del suministro de sedimentos gruesos solo equivale a menos del 10% (en peso) del sedimento suministrado por los sistemas fluviales. El 90% restante (en peso) es material fino, que no puede nutrir la ensenada de Canterbury y se transporta mar adentro. [1]
La erosión de los acantilados aluviales que se encuentran en la zona central es causada predominantemente por procesos subaéreos seguidos de procesos marinos que retiran el material erosionado. [1] Este material erosionado se somete luego a un transporte costero, que en el caso de Canterbury Bight es predominantemente de sur a norte. Las estimaciones de la tasa de erosión varían a lo largo de la costa, pero su promedio es de aproximadamente 8 m/año (retroceso hacia la tierra), aunque los altos niveles de erosión en un sitio pueden influir en este valor. [1] Los procesos marinos incluyen swash y backwash, y las olas más grandes inducidas por tormentas crean un swash/backwash más fuerte, lo que elimina más material erosionado. La cantidad de grava aportada a la costa desde los acantilados se estima en unos 666.400 m3/año, aunque este valor también es especulativo. [4]
El transporte de sedimentos en tierra se considera una fuente secundaria de sedimentos para Canterbury Bight. En la zona costera, el movimiento de sedimentos no tiene obstáculos ya que la batimetría local de la plataforma continental es relativamente plana y no presenta obstrucciones importantes. Debido a esto, se cree que las olas de tormenta son capaces de mover sedimentos hacia la costa (al aumentar la velocidad del agua cerca del lecho), aunque debido a la zona de balanceo/retroflujo altamente turbulenta, solo una pequeña porción de sedimento permanecerá en la costa. [1]
La evidencia del transporte costero es fácilmente evidente en Canterbury Bight. Estos incluyen la formación de la Barrera Kaitorete, un accidente geográfico asociado con el transporte de sedimentos a lo largo de la costa. [5] Canterbury Bight no se está erosionando debido a que el transporte costero neto excede las entradas de sedimentos; sin embargo, en primer lugar, la península de Banks y los acantilados de basalto en Dashing Rocks impiden un transporte costero significativo fuera del sistema de Canterbury Bight al obstruir el transporte adicional. En segundo lugar, el transporte costero parece haber disminuido ya que se han acumulado pocos sedimentos en el extremo de la ensenada a la deriva desde la década de 1950, lo que sugiere que los sedimentos se pierden de las playas antes de llegar a la península de Banks. [5] Esto se ha atribuido a que los sedimentos se vuelven más finos después de sufrir abrasión , lo que permite que sean separados de la playa. [4] Para ampliar esta conclusión, el retrolavado es significativamente más débil que el swash, ya que hay mucha filtración a través del material grueso de la playa. [1] Un contralavado más débil significa que el sedimento debe ser más pequeño para poder ser eliminado de la playa. Las estimaciones sobre la cantidad de pérdidas de sedimentos debido a la abrasión difieren mucho: los estudios dan cifras del 76%, del 9 al 98% y del 5 al 65%. [4]
Los sedimentos extraídos de los acantilados, traídos a tierra desde alta mar y el sedimento aportado por los ríos que permanece en la zona costera inferior sufre transporte costero . Los principales agentes son el swash y el backwash, que actúan moviendo el material arriba y abajo de la playa en forma de zigzag. Casi todos los cambios observados en la morfología de las playas y la distribución de sedimentos se producen por oleaje y contracorriente. [1] La dirección y la velocidad del transporte de sedimentos costeros son función del ángulo de aproximación de las olas, la fuerza de las olas y el tiempo entre olas sucesivas. [2] El resultado final de esto es una migración neta de sedimentos gruesos hacia el norte, predominantemente en la zona de lavado. [2] Esto se debe a que sólo el oleaje/olas que se mueven de sur a norte son generalmente lo suficientemente fuertes como para mover sedimentos grandes. [1] Los sedimentos removidos de la parte trasera de la costa se mueven predominantemente mar adentro en lugar de a lo largo de la costa, ya que solo las grandes olas de tormenta del sur y su posterior oleaje, que generalmente fluyen perpendicularmente a la playa, pueden llegar a esta área. [1] La dirección de aproximación de las ondas suele ser relativamente perpendicular debido a la refracción de las ondas . Esto significa que el transporte costero se produce principalmente en la zona de oleaje cercana a la costa.
El viento también desempeña un papel en el transporte de sedimentos. Las velocidades más frecuentes alcanzadas por los vientos en Canterbury Bight son capaces de mover partículas de arena de tamaño mediano a grueso. [1] Estos vientos se atribuyen al movimiento de arena desde la playa hacia las dunas, incluidas las extensas crestas de dunas a lo largo de la barrera de Kaitorete. [1] El viento también tiene un efecto secundario de transporte de sedimentos, especialmente los vientos fuertes que siguen al oleaje del sur. Estos vientos obligan a las crestas de las olas de tormenta del sur a derramarse (derramándose rompientes). Los rompedores que se derraman producen un chapoteo más largo y fuerte. [1] Dado que el oleaje es un componente de la deriva costera en Canterbury Bight, es fácil suponer que estas olas causarán inherentemente un aumento en el transporte de sedimentos, particularmente de sur a norte. Pero como se mencionó anteriormente, las olas de tormenta actúan más para eliminar los sedimentos en alta mar que a lo largo de ella.
La erosión se está produciendo a lo largo del 75% de Canterbury Bight. A largo plazo, la mayoría de las playas mixtas de arena y grava se encuentran en estado de erosión debido a la falta de sedimento grueso disponible necesario para resistir los ambientes de alta energía en los que residen. [2] Sin embargo, en la Zona Norte, desde Taumutu hasta Birdlings Flat /Las condiciones de la península de Banks son relativamente estables ya que el transporte costero hacia la zona es pequeño, pero suficiente para mantener un equilibrio relativo. [1] La Zona Central, desde la desembocadura del río Rangitata hasta Taumutu, está experimentando la peor erosión a lo largo de la Ensenada. Las estimaciones varían en cuanto a la tasa de erosión, pero se da un promedio de 8 m/año; sin embargo, este valor puede verse influenciado por los altos niveles de erosión en un sitio. [4] La altura de los acantilados que caracterizan esta zona y el tamaño de la playa frente a ellos son un factor de control de las tasas de erosión. [4] La Zona Sur, desde Dashing Rocks Timaru hasta la desembocadura del río Rangitata también está sufriendo erosión, aunque a un ritmo no tan severo como el observado a lo largo de la Zona Central. La barrera Washdyke es la principal preocupación en esta zona. [6]
La gestión de Canterbury Bight está controlada y regulada por Environment Canterbury (Ecan). Ecan cree que en muchos casos, el mayor riesgo de erosión e inundación de agua de mar se debe a la ubicación inadecuada de activos y actividades y a la dependencia de obras inadecuadas para protegerse del océano. [7] Para investigar los peligros costeros , Ecan; Establecer y mantener la cooperación con agencias de pronóstico meteorológico y de tsunamis en la emisión de alertas sobre eventos naturales potencialmente dañinos, evaluar el efecto de los peligros en la costa y recopilar periódicamente datos sobre las condiciones del mar y la costa para determinar cualquier cambio en la ocurrencia de peligros y la naturaleza física de la costa, así como determinar áreas que requieren mitigación de peligros. [7]
La erosión y la posterior inundación de agua de mar representan una grave amenaza a lo largo de Canterbury Bight. Hasta la fecha, la erosión ha provocado la pérdida de tierras agrícolas, ha amenazado infraestructuras valiosas y algunos asentamientos vacacionales, y ha reducido las lagunas y humedales costeros. [7] Una de las principales áreas de preocupación es la barrera Washdyke. La costa de Washdyke se estaba erosionando naturalmente antes de que comenzara la construcción del puerto de Timaru en 1879. El puerto ha impedido el transporte de sedimentos desde el sur, lo que significa que ningún sedimento grueso puede nutrir la playa/barrera de Washdyke. El material que se encuentra actualmente en la playa está sufriendo abrasión (discutida anteriormente), lo que ha reducido el tamaño de los granos y ha disminuido la altura de las bermas, aumentando la cantidad de lavado, lo que aumenta aún más la erosión. [6]
Este proceso ha creado un peligro importante, ya que la barrera Washdyke es la única línea de protección entre el océano de alta energía y una infraestructura valiosa, incluida la autopista estatal 1, un importante ferrocarril y una gran zona industrial. Además, la barrera protege la laguna Washdyke, que es un área de vida silvestre valiosa. [6]
En 1980, para gestionar el riesgo de erosión de la barrera de Washdyke, las alturas de la cresta de la playa se elevaron entre 2,0 y 2,5 m para minimizar el lavado, se utilizaron sedimentos para llenar el cuerpo de la playa y gravas de río para cubrir la cresta de la playa. Este programa fue monitoreado durante cinco años y mostró que la erosión se redujo en un 55%, sin retroceso ni lavado. Las playas adyacentes no tratadas experimentaron un retroceso significativo durante el período de cinco años, lo que demuestra que el programa fue muy exitoso. [6]
Existe una clara necesidad de mitigar aún más los peligros de erosión costera a lo largo de la ensenada mediante la gestión costera . La renovación de la barrera de Washdyke ha demostrado ser una iniciativa exitosa para esa zona, aunque sólo ha disminuido la amenaza, en lugar de eliminarla por completo. El éxito del programa de renutrición significa que debería utilizarse nuevamente en esta zona. A lo largo de la Zona Central de Canterbury Bight, se necesitan diferentes métodos de mitigación para disminuir los riesgos de erosión. Se crea un enorme dilema, ya que se necesitan sedimentos de esta zona para nutrir la Zona Norte, que sin ellos comenzaría a erosionarse. Ante esto, sólo quedan tres opciones: no hacer nada, retirarse de la costa o renutrir constantemente la zona con grandes sedimentos. No hacer nada es una opción para algunas áreas donde no hay importancia económica o cultural y la erosión no representa ningún riesgo para nada valioso. Los objetos que pueden moverse hacia tierra sin incurrir en pérdidas significativas deben moverse en una retirada controlada . Por último, la renutrición podría usarse con moderación en áreas donde los objetos no se pueden mover o tienen algún tipo de valor. La renutrición sería el método ideal utilizado para toda la costa, pero esto no es plausible debido al tamaño del área y el costo de la renutrición.