Una sabkha ( árabe : سبخة ) es una marisma o llanura de arena costera supramareal en la que se acumulan minerales salinos de evaporita como resultado del clima semiárido a árido. Los sabkhas son graduales entre la tierra y la zona intermareal dentro de llanuras costeras restringidas justo por encima del nivel normal de marea alta. Dentro de una sabkha, los sedimentos de minerales salinos de evaporita generalmente se acumulan debajo de la superficie de las marismas o las marismas. Los minerales salinos de evaporita, las inundaciones de marea y los depósitos eólicos caracterizan muchos sabkhas que se encuentran a lo largo de las costas modernas. La localidad tipo aceptada para una sabkha se encuentra en la costa sur del Golfo Pérsico , en los Emiratos Árabes Unidos . [1] [2] [3] [4] Se encuentran pruebas de sabkhas clásticas en el registro geológico de muchas áreas, incluidos el Reino Unido e Irlanda. [5] Sabkha es una transliteración fonética de la palabra árabe utilizada para describir cualquier forma de salar . Una sabkha también se conoce como sabkhah, sebkha o sabkha costera . [4]
El término sabkha también se ha utilizado como término general para cualquier área plana, costera o interior, donde, como resultado de la evaporación, la sal y otros minerales evaporíticos precipitan cerca o en la superficie. [1] El término sabkha continental se utiliza para los entornos que se encuentran dentro de los desiertos. Debido a la confusión creada por el uso de sabkha para salinas y playas , se ha propuesto abandonar el uso de este término para playas y otras cuencas y llanuras intracontinentales. [6]
El origen y la progresión del desarrollo costero de sabkha en la costa sur del Golfo Pérsico se discutieron por primera vez en detalle en el artículo fundamental de Evans et al. 1969. La costa sur del Golfo Pérsico es una rampa de carbonatos poco profunda y de ángulo bajo caracterizada por un sistema supramareal evaporítico que pasa mar adentro, a través de un amplio ambiente intermareal de carbonato-evaporita, hacia un sistema submareal dominado por carbonatos . Se trata de un entorno de baja energía con un rango de marea pequeño (1 a 2 m) y baja energía de las olas como resultado del alcance limitado. Las altas tasas de evaporación dan como resultado salinidades de 45 a 46 gl −1 a lo largo de la costa marina abierta de Abu Dhabi y hasta 89 gl −1 en lagunas más restringidas. [7] La costa de Abu Dhabi está protegida localmente de las condiciones de mar abierto por una serie de penínsulas y bancos de arena e islas asociadas con el Great Pearl Bank con tendencia este-oeste.
El agua subterránea juega un papel clave en la formación de sabkhas. El fenómeno del agua subterránea que se descarga a la superficie no siempre resulta en aguas abiertas visibles. En cambio, el agua se evapora al llegar a la superficie, lo que provoca la formación de depósitos de sal. Las salinas de Abu Dhabi son un ejemplo típico de esto, con la evaporación del agua que se produce desde la franja capilar (una capa subterránea donde el agua subterránea se filtra desde un nivel freático) que cruza la superficie. Esta actividad ha contribuido a la creación de un extenso salar, que cubre aproximadamente 36.000 kilómetros cuadrados.
Gran parte del contenido químico de estos llanos se atribuye al agua subterránea que se filtra a la superficie. Esta filtración da como resultado una concentración de estas sustancias disueltas que se estima en unas diez veces la que se encuentra en el agua de mar. Las condiciones áridas de estas regiones se caracterizan a menudo por una vegetación escasa o incluso completamente ausente. Esta falta de cubierta vegetal permite que los procesos eólicos interactúen con la superficie freática para formar accidentes geográficos únicos, como las sabkhas.
Debido a la mínima vegetación, la actividad eólica tiene la capacidad de provocar una profunda erosión en los sedimentos superficiales. Sin embargo, no puede desplazar el material debajo de la zona capilar debido a que la saturación total de esta zona impide que el viento la levante. Como resultado, la superficie de la Tierra en tales regiones tiende a imitar la forma y la pendiente del nivel freático subyacente. Las superficies resultantes evolucionan hacia áreas de descarga vastas y planas donde el proceso de evaporación conduce a la acumulación de sales. Con el tiempo, estas acumulaciones forman costras de carácter salado, que caracterizan el paisaje único de estas regiones. [8]
En el modelo khor-lagoon-sabkha , un aumento inicial en el nivel del mar inunda las áreas costeras y crea características de aguas poco profundas. Si las características se llenan de sedimentos, o la tierra se eleva, o el nivel del mar baja, entonces el agua atrapada se evapora , dejando una salina plana, o sabkha . Si la región costera tiene una topografía irregular , entonces las inundaciones crean grandes arroyos independientes, o khors. Un khor es una llanura submareal o una entrada de marea poco profunda. La ensenada puede albergar manglares grises , dependiendo de si hay menos agua salina disponible en los wadis o en las aguas subterráneas . A medida que el sedimento comienza a acumularse, los khors se vuelven menos profundos y forman una laguna o llanura intermareal. Las lagunas continúan llenándose hasta que el fondo de la laguna queda expuesto durante la marea baja y la sabkha comienza a formarse. Una sabkha puede inundarse durante mareas primaverales más altas de lo normal, después de tormentas o cuando los vientos fuertes empujan el agua del mar hacia la costa a una profundidad de unos pocos centímetros. Las sabkhas maduras sólo se inundan después de fuertes tormentas y eventualmente pueden fusionarse para formar una llanura costera de sabkha . Estas llanuras costeras son muy planas, con relieves de entre 10 y 50 cm, y su pendiente hacia el mar puede ser tan pequeña como 1:1.000.
Estos ambientes también se pueden encontrar lateralmente contemporáneos en cinturones paralelos a la costa. Los arrecifes de coral , las islas barrera y los bancos de oolita forman la barrera con la plataforma abierta. [9] Estos tipos de depósitos son indicativos de mayor energía y protegen los entornos de la laguna khor, lo que permite el crecimiento de manglares y mantos de algas y cianobacterias que prefieren entornos más cerrados y de menor energía. Tierra adentro se encuentran los sabkhas supramareales. Las sabkhas pueden tener hasta 15 km de ancho cuando se encuentran frente al mar en campos de dunas que suministran grandes cantidades de sedimento. Los sabkhas mar adentro de afloramientos bajos de evaporitas carbonatadas del Mioceno o abanicos aluviales del cinturón plegado y corrido de Omán pueden ser tan estrechos como de varios cientos de metros. [10]
Si la costa tiene campos de dunas , las inundaciones crean muchos charcos más pequeños entre las crestas de las dunas. En algunas partes del mundo, estos lagos también pueden formarse en desiertos interiores, llenos de lluvia o de un aumento del nivel freático de acuíferos subterráneos .
Por ejemplo, gran parte del Barrio Vacío en Arabia Saudita y el sur de los Emiratos Árabes Unidos consisten en patrones de altas dunas barjan a la deriva que se alternan con sabkha continental llena de salinas. En algunos lugares, los sabkha continentales se conectan para formar largos corredores accesibles hacia el desierto.
La tercera imagen muestra el área al sur del Oasis de Liwa en forma de media luna en el sur de los Emiratos Árabes Unidos . La imagen tiene unos 80 km de ancho, y cada sabkha continental mide entre 2 y 3 km de largo y 1 km de ancho. Puedes ver depósitos blancos de sal que cubren la superficie del sabkha continental. Aproximadamente en el centro de la imagen se encuentra la duna de Moreeb , que se eleva 120 m sobre la sabkha continental. La frontera entre Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos se muestra en rojo.
El suelo de una sabkha continental suele ser una combinación compacta de arena, barro y sal. Es fácil caminar o conducir vehículos 4x4 a través de la sabkha continental seca. Sin embargo, después de las lluvias e inundaciones repentinas, los sabkha continentales se llenan de capas poco profundas de agua y no se pueden cruzar hasta que se secan para formar una nueva corteza. Cuando el suelo está parcialmente seco, se forma una costra de sal sobre el barro blando o cavidades huecas, y un vehículo se atasca después de atravesar la costra.
Aquí hay dos ejemplos actuales de campos de dunas inundados. El primero no es un desierto, sino un campo de dunas costero en la región amazónica , inundado por fuertes lluvias. El segundo es un desierto interior seco en la región de Gobi , inundado por aguas subterráneas de montañas cercanas.
El clima es uno de los principales factores en el desarrollo de sabkha. Las precipitaciones en esta región árida suelen producirse en forma de tormentas y promedian 4 cm/año. [11] Las temperaturas pueden oscilar entre 50 °C y 0 °C. La humedad está relacionada con la dirección del viento, con una humedad tan baja como el 20% por las mañanas desde el interior seco y aumentando por la tarde a medida que prevalece un fuerte viento terrestre. Por la noche, una humedad relativa del 100% puede provocar densas nieblas. [12] La temperatura del agua varía según la profundidad, siendo las aguas poco profundas hasta 10 °C más cálidas. Estas altas temperaturas provocan altas tasas de evaporación en el Golfo Pérsico , hasta 124 cm/año, lo que lleva a que la salinidad aumente en las lagunas poco profundas hasta 70 ppt. [9] La tasa neta de evaporación del sabkha puede ser hasta un orden de magnitud menor y ha promediado 6 cm durante los últimos 4.000 a 5.000 años. [12] Las razones de esto son que la superficie de sabkha no es una superficie libre de agua, la alta humedad durante la noche y la estratificación vertical de la columna de aire. A pesar de la pérdida de agua por evaporación, el agua subterránea, nunca a más de 1,5 m de profundidad, fluye hacia el mar y se recarga con las aguas continentales, las tormentas y los vientos huracanados del noroeste "shamal" que crean olas de mayor altura que la altura intermareal y conducir agua hasta 5 kilómetros tierra adentro sobre el sabkha hasta una profundidad de unos pocos centímetros [10] .
Las variaciones climáticas dan lugar a la naturaleza muy dinámica de una sabkha. La halita se deposita en la superficie del sabkha y el yeso y la aragonita precipitan en el subsuelo [13] mediante la acción capilar de las salmueras traídas del nivel freático. [9] En las partes más secas de la sabkha, el yeso se puede alterar a anhidrita y la aragonita se puede dolomitizar diagenéticamente . [12] La contracción térmica durante la noche y la expansión durante el día conducen a bandejas poligonales cóncavas a medida que los bordes se voltean hacia arriba, en parte debido al crecimiento de evaporitas que separan la grieta. [9] Debajo hay una papilla de yeso donde pueden desarrollarse nódulos de anhidrita y otros sulfatos. Estos también podrían formar una estructura cristalina de “alambre de gallinero”. Debajo de esto se encuentran los depósitos intermareales tipificados por lodos laminados ricos en materia orgánica formados por tapetes microbianos que descienden hasta convertirse en lodos más bioturbados . Las facies submareales muestran piedras carbonatadas y lodos lagunares.
Estas secuencias de facies , a excepción de la halita que frecuentemente se vuelve a disolver cuando se humedece, se pueden conservar fácilmente. Los factores que permiten la preservación incluyen la progradación del sabkha con tasas de sedimentación de 1 m/1000 años y la creación de superficies de Stokes. Estas superficies se crean por la deflación de la superficie de sabkha que está relacionada con el nivel del nivel freático que actúa como nivel base local. [14]
Se cree que los depósitos de Sabkha forman algunos de los principales yacimientos de hidrocarburos subterráneos en Medio Oriente (y otros lugares). La fuente de estos hidrocarburos (tanto gas como petróleo) pueden ser los tapetes microbianos y los paleosuelos de manglares, que se encuentran en la secuencia sabkha, que tienen carbono orgánico total de hasta el 8,2% e índices de hidrógeno típicos de los kerógenos marinos de tipo II . [9]
Algunos análogos antiguos incluyen formaciones subsuperficiales inmediatas como la Formación Khuff del Pérmico , anhidritas árabes y Hith del Jurásico y rocas sedimentarias terciarias. También se encuentran depósitos similares en la cuenca Williston del Ordovícico , la cuenca Pérmica en Texas, así como en el Golfo de México del Jurásico . Las sabkhas modernas están presentes en diversas formas a lo largo de las costas del norte de África , Baja California y Shark Bay en Australia .
La ejecución de obras de construcción y de ingeniería civil en sabkhas debe superar una serie de problemas de ingeniería geotécnica . Los suelos sabkha a menudo se distinguen por su baja resistencia, ya que las soluciones salinas concentradas que se encuentran en las salmueras sabkha pueden debilitar la estructura del suelo. Además, las condiciones climáticas extremas bajo las cuales se forman los depósitos de sabkha -como fluctuaciones sustanciales de temperatura y ciclos recurrentes de humedecimiento y secado- pueden inducir inestabilidad en estos suelos, y algunos minerales que actúan como agentes aglutinantes o "cementos" en estos suelos tienen una alta solubilidad, lo que potencialmente puede reducir la integridad estructural general.
Las sabkhas costeras están compuestas predominantemente de minerales como calcita , dolomita y yeso . Estos van acompañados de cantidades más pequeñas de anhidrita , magnesita , halita y carnalita , así como de otros sulfatos y cloruros. El agua subterránea en estas áreas se caracteriza por su alta salinidad, con niveles de cloruro de sodio que pueden alcanzar hasta el 23%. Esta agua salada suele encontrarse cerca del nivel del suelo. En particular, la concentración de cloruro de sodio puede ser lo suficientemente importante como para representar un riesgo de corrosión .
Por el contrario, la composición mineral de las sabkhas del interior tiende a ser más variable en comparación con sus homólogas costeras. Los minerales precipitados en el suelo de estas sabkhas del interior dependen significativamente de la composición específica del agua subterránea local. Por lo tanto, la composición geológica y química de estos ambientes puede diferir ampliamente según las características regionales del agua subterránea. [15]
Las técnicas utilizadas para mejorar los suelos sabkha con fines de construcción incluyen la compactación dinámica . [dieciséis]