La bahía de Canterbury es una gran bahía en el lado oriental de la Isla Sur de Nueva Zelanda . La bahía se extiende por aproximadamente 135 kilómetros (84 millas) desde el extremo sur de la península de Banks hasta el asentamiento de Timaru y está orientada al sureste, exponiéndola a olas de tormenta de alta energía que se originan en el océano Pacífico . La bahía es conocida por sus duras condiciones como resultado, con alturas de olas de más de 2 metros (6,6 pies) comunes. [1] Gran parte de la geografía de la bahía está determinada por este entorno de alta energía que interactúa con múltiples ríos grandes que ingresan al Pacífico en la bahía, como los ríos Rakaia , Ashburton / Hakatere y Rangitata . [2] Los sedimentos de estos ríos, predominantemente grauvaca , se depositan a lo largo de la costa y se extienden 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 lo largo de la desembocadura de un río, incluidas las más notables del lago Ellesmere/Te Waihora y la laguna Washdyke.
La bahía de Canterbury se puede dividir en tres regiones distintas: la Zona Sur, la Zona Central y la Zona Norte. [3]
La Zona Sur se extiende 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 empinadas, estrechas y mixtas de arena y grava, unifican esta zona. [3] Los acantilados son el resultado de la erosión de los abanicos aluviales de los ríos Rangitata, Ashburton/Hakatere y Rakaia , cuyas desembocaduras están todas comprendidas en esta región. La erosión continua de los acantilados contribuye con 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 "descendente" 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 entornos de playa. Estas son el transporte a lo largo de la costa , el transporte terrestre, el transporte eólico, el transporte fluvial (y los acantilados aluviales para la bahía de Canterbury), la deposición biógena (principalmente en forma de concha) y la deposición hidrogenada. [1] En el sistema de la bahía de Canterbury, el transporte eólico y la deposición biógena e hidrogenada pueden excluirse como agentes de entrada de sedimentos. El viento puede excluirse ya que actúa para eliminar sedimentos de la playa, aunque no es una cantidad significativa. La deposición biogénica puede excluirse ya que el entorno de alta energía y los sedimentos gruesos disuaden a los animales con concha de ocupar el área. Por último, la deposición hidrogenada no se considera importante para el sistema de la bahía de Canterbury. [1] Esto significa que los ríos, el transporte a lo largo de la costa y el transporte terrestre son las principales fuentes de sedimentos para la bahía de Canterbury.
Se cree que la erosión de los acantilados aluviales (y el posterior transporte a lo largo de la costa) a través de la zona central de Canterbury Bight proporciona la mayor parte del material grueso al sistema de playa. [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 Canterbury Bight. Además, la cantidad total de sedimentos que los ríos transportan a la costa es proporcional a otros ríos en todo el mundo. [3] La primera razón por la que los ríos no proporcionan una cantidad significativa de sedimentos a la costa es que el sedimento grueso (es decir, gravas) se transporta mar adentro durante las inundaciones donde las olas no pueden devolverlo a la costa y/o se deposita más tierra adentro dentro del canal del río. [1] La segunda razón es que se estima que el material capaz de nutrir la costa (es decir, material grueso como gravas) proporcionado por los ríos es solo de alrededor de 176.700 m3/año, aunque este valor es muy especulativo. [4] Esta estimación del aporte de sedimentos gruesos sólo equivale a menos del 10% (en peso) del sedimento aportado por los sistemas fluviales. El 90% restante (en peso) es material fino, que no puede nutrir la bahía 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 eliminan el material erosionado. [1] Este material erosionado luego está sujeto al transporte a lo largo de la costa, 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 se promedian en alrededor de 8 m/año (retroceso hacia tierra), aunque los altos niveles de erosión en un sitio pueden influir en este valor. [1] Los procesos marinos incluyen oleaje y contracorriente, con olas más grandes inducidas por tormentas que crean oleaje/contracorriente más fuertes, que eliminan más material erosionado. La cantidad de grava proporcionada a la costa desde los acantilados se estima en alrededor de 666.400 m3/año, aunque este valor también es especulativo. [4]
El transporte de sedimentos hacia la costa se considera una fuente secundaria de sedimentos para la bahía de Canterbury. En la zona de alta mar, el movimiento de sedimentos no tiene impedimentos, ya que la batimetría local de la plataforma continental es relativamente plana y no presenta grandes obstrucciones. Por este motivo, se cree que las olas de tormenta pueden mover sedimentos hacia la costa (al aumentar la velocidad del agua cerca del lecho), aunque debido a la zona de resaca y contracorriente altamente turbulenta, solo una pequeña parte de los sedimentos permanecerá en la costa. [1]
La evidencia del transporte litoral es fácilmente evidente en Canterbury Bight. Estos incluyen la formación de la barrera Kaitorete, una forma de relieve asociada con el transporte de sedimentos litoral. [5] Sin embargo, Canterbury Bight no se está erosionando debido a que el transporte litoral neto exceda las entradas de sedimentos, ya que, en primer lugar, la península Banks y los acantilados de basalto en Dashing Rocks evitan un transporte litoral significativo fuera del sistema de Canterbury Bight al obstruir un mayor transporte. En segundo lugar, el transporte litoral parece haber disminuido ya que se ha acumulado poco sedimento en el extremo de deriva descendente de la ensenada desde la década de 1950, lo que sugiere que se pierde sedimento de las playas antes de llegar a Banks Peninsula. [5] Esto se ha atribuido a que el sedimento se vuelve más fino después de sufrir abrasión , lo que permite que se elimine de la playa. [4] Para reforzar esta conclusión, el contraflujo es significativamente más débil que el swash, ya que hay mucha percolación a través del material grueso de la playa. [1] Un contraflujo más débil significa que el sedimento debe ser más pequeño para que se elimine de la playa. Las estimaciones de la cantidad de pérdidas de sedimentos debido a la abrasión difieren enormemente, y los estudios arrojan cifras del 76%, del 9-98% y del 5-65%. [4]
Los sedimentos removidos de los acantilados, traídos a tierra desde alta mar y los sedimentos provistos por los ríos que permanecen en la zona intermareal inferior sufren transporte longitudinal . Los principales agentes son el oleaje y el contraflujo, que actúan para mover el material hacia arriba y hacia abajo de la playa en forma de zigzag. Casi todos los cambios en la morfología de la playa y la distribución de sedimentos observados son producidos por el oleaje y el contraflujo. [1] La dirección y la velocidad del transporte de sedimentos longitudinales es una 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 hacia el norte de sedimentos gruesos, predominantemente en la zona de oleaje. [2] Esto se debe a que solo el oleaje/olas que se mueven de sur a norte generalmente son lo suficientemente fuertes como para mover sedimentos grandes. [1] El sedimento removido de la zona intermareal se mueve predominantemente hacia alta mar en lugar de a lo largo de la costa, ya que solo las grandes olas de tormenta del sur y su oleaje posterior, que generalmente fluyen perpendiculares a la playa, pueden llegar a esta área. [1] La dirección de aproximación de las olas suele ser relativamente perpendicular debido a la refracción de las olas . Esto significa que el transporte a lo largo de la costa se produce principalmente en la zona de resaca cercana a la costa.
El viento también juega 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 después del oleaje del sur. Estos vientos obligan a las crestas de las olas de tormenta del sur a derramarse (rompientes derramados). Los rompientes derramados producen una resaca más larga y más fuerte. [1] Dado que la resaca es un componente de la deriva litoral en Canterbury Bight, es fácil asumir que estas olas causarán inherentemente un aumento en el transporte de sedimentos, particularmente de sur a norte. Pero como se discutió anteriormente, las olas de tormenta actúan más para eliminar sedimentos en alta mar que a lo largo de ella.
La erosión se está produciendo a lo largo del 75% de la bahía de Canterbury. A largo plazo, la mayoría de las playas mixtas de arena y grava están en un estado de erosión debido a la falta de sedimento grueso disponible necesario para soportar los entornos de alta energía en los que residen. [2] Sin embargo, en la zona norte, desde Taumutu hasta Birdlings Flat/Banks Peninsula, las condiciones son relativamente estables ya que el transporte a lo largo de la costa 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 bahía. Las estimaciones varían en cuanto a la tasa de erosión, pero se da un promedio de 8 m/año, sin embargo, este valor puede estar 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 para las tasas de erosión. [4] La zona sur, desde Dashing Rocks Timaru hasta la desembocadura del río Rangitata, también está experimentando erosión, aunque a tasas no tan severas como las observadas a lo largo de la zona central. La barrera Washdyke es la principal preocupación en esta zona. [6]
La gestión de la bahía de Canterbury está controlada y regulada por Environment Canterbury (Ecan). Ecan cree que, en muchos casos, el aumento del riesgo de erosión e inundación por agua de mar se debe a la ubicación inadecuada de los activos y las actividades y a la dependencia de obras inadecuadas para protegerse del océano. [7] Para investigar los peligros costeros , Ecan establecerá y mantendrá la cooperación con las agencias de pronóstico meteorológico y de tsunamis en la emisión de advertencias sobre eventos naturales potencialmente dañinos, evaluará el efecto de los peligros en la costa y recopilará regularmente 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 para determinar las áreas que requieren mitigación de peligros. [7]
La erosión y la consiguiente inundación por agua de mar plantean una grave amenaza a lo largo de la bahía de Canterbury. 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 costeras y los humedales. [7] Una de las principales áreas de preocupación es la barrera de Washdyke. La línea de costa de Washdyke se estaba erosionando de forma natural antes de que comenzara la construcción del puerto de Timaru en 1879. El puerto ha impedido que los sedimentos se transporten 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 los tamaños de grano y ha bajado las alturas de las bermas, aumentando la cantidad de deslaves, lo que aumenta aún más la erosión. [6]
Este proceso ha creado un riesgo importante, ya que la barrera Washdyke es la única línea de protección entre el océano de alta energía y una valiosa infraestructura, incluida la carretera estatal 1, un importante ferrocarril y una gran zona industrial. Además, la barrera protege la laguna Washdyke, que es una valiosa zona de vida silvestre. [6]
En 1980, para gestionar el riesgo de erosión de la barrera Washdyke, se elevaron las alturas de la cresta de la playa entre 2,0 y 2,5 m para minimizar el deslave; se utilizaron sedimentos de deslave para rellenar el cuerpo de la playa y gravas de río para cubrir la cresta de la playa. Este programa se controló durante cinco años y mostró que la erosión se redujo en un 55%, sin retroceso ni deslave. 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 una mayor mitigación de los peligros de erosión costera a lo largo de la ensenada mediante la gestión costera . La realimentación de la barrera Washdyke ha demostrado ser una iniciativa exitosa para esa zona, aunque solo ha disminuido la amenaza, en lugar de eliminarla por completo. El éxito del programa de realimentación significa que debería usarse nuevamente para esta zona. A lo largo de la Zona Central de la Ensenada de Canterbury, se necesitan diferentes métodos de mitigación para disminuir los riesgos de erosión. Se crea un gran dilema, ya que se necesitan sedimentos de esta zona para nutrir la Zona Norte, que sin ellos comenzaría a erosionarse. Teniendo en cuenta esto, solo quedan tres opciones: no hacer nada, retirarse de la costa o renutrir constantemente la zona con grandes cantidades de sedimentos. No hacer nada es una opción para algunas áreas donde no hay importancia económica o cultural y la erosión no representa un riesgo para nada valioso. Los objetos que se pueden mover hacia la tierra, sin incurrir en pérdidas significativas, deben moverse en una retirada controlada . Por último, la realimentación podría utilizarse con moderación en zonas donde los objetos no se pueden trasladar o tienen algún tipo de valor. La realimentación sería el método ideal para toda la costa, pero esto no es plausible debido al tamaño de la zona y al coste de la realimentación.