En geomorfología , un knickpoint o nickpoint es parte de un río o canal donde hay un cambio brusco en la pendiente del lecho del canal , como una cascada o un lago . Los knickpoints reflejan diferentes condiciones y procesos en el río, a menudo causados por erosión previa debido a glaciación o variación en la litología . En el modelo del ciclo de erosión , los puntos de ruptura avanzan un ciclo río arriba o tierra adentro, reemplazando un ciclo anterior. [1] Un punto de quiebre que se produce en la cabecera (la extensión más alejada aguas arriba) de un canal se denomina corte de cabeza . [2] Los cortes de cabeza que resultan en erosión hacia la cabeza son características de características de drenaje en expansión inestables, como barrancos que se erosionan activamente. [3]
Los knickpoints también se producen en otros cuerpos planetarios que antes tenían o tienen actualmente líquidos en la superficie, concretamente Marte [4] y Titán . [5] En Marte, los knickpoints tienen una elevación común que sugiere un nivel del mar común para un antiguo océano marciano . [4] En Titán, los valles montañosos adyacentes a los actuales mares de hidrocarburos muestran evidencia de puntos de ruptura y cambios recientes en el nivel del mar . [5]
Los knickpoints se forman por la influencia de la tectónica, la historia climática y/o la litología. [6] Por ejemplo, el levantamiento a lo largo de una falla sobre la cual fluye un río a menudo resultará en un tramo inusualmente empinado a lo largo de un canal, conocido como zona de knick . Las glaciaciones que dan lugar a un valle colgante suelen ser lugares privilegiados para los knickpoints. Si la litología de la roca varía, como en el caso del esquisto entre las rocas ígneas, la erosión se producirá de manera más constante en la roca más blanda que en la roca más dura circundante.
El nivel base es la elevación de la superficie de la masa de agua en la que finalmente desemboca un río, normalmente el océano. Una caída en el nivel base provoca una respuesta del sistema fluvial para tallar el paisaje. Esta incisión comienza en la formación de un punto de quiebre, y su migración río arriba depende en gran medida del área de drenaje (y por lo tanto de la descarga del río), del material a través del cual corta y de cuán grande fue la caída en el nivel de la base. [7]
Los Knickpoints incluyen tanto cascadas como algunos lagos. Estas características son comunes en ríos con una pendiente suficiente , es decir, suficiente cambio en la elevación sobre el nivel del mar a lo largo de su longitud para fomentar la degradación .
Las variaciones en la estabilidad de la roca subyacente influyen en el desarrollo de un río con canal de lecho de roca, ya que las aguas erosionan diferentes tipos de rocas a diferentes velocidades. Las cataratas Victoria , en el río Zambeze , son un ejemplo espectacular de ello. Las gargantas visibles mediante imágenes de satélite ilustran los procesos de erosión detrás de la formación de las cataratas. Aquí, gran parte de la roca superficial es un enorme alféizar de basalto , con grandes grietas llenas de arenisca fácilmente erosionada que se hacen visibles por el curso del Zambezi a través del territorio. Las gargantas aguas abajo del salto por donde discurre fueron erosionadas con el tiempo por la acción del agua.
En toda Nueva Zelanda , el levantamiento tectónico y las fallas están contribuyendo activamente al inicio y la recesión de los puntos de ruptura. El sistema del río Waipoua , en la isla Norte, ha sido estudiado y utilizado para crear modelos matemáticos para predecir el comportamiento de los knickpoints. [8] El estudio mostró una correlación directa entre el área de drenaje aguas arriba y la tasa de migración, produciendo datos modelados que se aproximan mucho a los datos recopilados. El sistema del río Waipoua atraviesa sedimentos , en su mayor parte, a diferencia del lecho de roca .
Los cambios bruscos de pendiente son comunes en los ríos que fluyen a través del paisaje fuertemente tallado que queda cuando los glaciares retroceden. A ello contribuyen los valles glaciares , así como el rebote isostático resultante de la eliminación de la masa de hielo glaciar.
Las Cataratas del Niágara , en la frontera de Estados Unidos y Canadá, son un ejemplo característico de knickpoint. Las cataratas han reducido su migración de aproximadamente 1 m por año en 1900 a sus 10 cm por año modernos. [9] Las cataratas, en particular las cataratas Horseshoe , son dramáticamente empinadas y causadas por la glaciación . Los propios Grandes Lagos se encuentran en las depresiones dejadas por los glaciares, ya que la corteza aún se está recuperando .
Bridalveil Fall , en el valle de Yosemite , California, cae sobre el borde de un valle colgante .
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La evidencia de un punto de ruptura en el pasado geológico se puede preservar en la forma del lecho de roca debajo de cualquier deposición posterior, así como dentro de las deposiciones sedimentarias que no han sido modificadas por la actividad humana o de otro tipo. Los lagos se caracterizan por llenarse de sedimentos con el tiempo, pero las cascadas a menudo se erosionan. Hay pocos ejemplos obvios y secos todavía visibles hoy en día de knickpoints prehistóricos.
Dry Falls , un precipicio de 3,5 millas de largo en el centro de Washington , es un ejemplo de un antiguo knickpoint. La evidencia geológica sugiere fuertemente que el agua que formó esta característica fluyó sobre Channeled Scablands , brotando del lago glacial Missoula durante un evento conocido como las inundaciones de Missoula y hacia la garganta del río Columbia .
En el río Upper Cumberland , Tennessee , existe una serie de cuevas hidrológicamente abandonadas que aún contienen sedimentos depositados por el río. Estas cuevas fueron objeto de un esfuerzo para medir la tasa de migración de knickpoints a lo largo del río, así como para aproximar la descarga del río a lo largo del tiempo. [10] En la topografía kárstica , el descenso de nivel de un río influye en algo más que en su cauce ; Como ya no fluye agua a un cierto nivel, las cuevas y los niveles freáticos descenderán localmente al nuevo nivel.
Se puede ver que grandes drenajes hacia los océanos en todo el mundo han continuado sobre tierras que alguna vez estuvieron expuestas, ya sea debido a hundimiento tectónico, aumento del nivel del mar u otros factores. Hay imágenes batimétricas disponibles para gran parte de la costa occidental de los Estados Unidos y, en particular, el fondo del océano frente a la costa de los ríos en el noroeste del Pacífico exhibe tales características submarinas.
En determinados lugares todavía se conservan puntos de ruptura en estos canales y valles de ríos inundados. Un estudio realizado en la cuenca mediterránea [7] se centró en estas características. Aquí, la incisión fue provocada por el cierre del Mediterráneo a finales del Mioceno . Esta repentina falta de afluencia de agua del océano permitió que la cuenca disminuyera de volumen y aumentara de salinidad , y como consecuencia del descenso del nivel de la superficie muchos de los ríos que todavía hoy desembocan en el Mediterráneo comenzaron a cortarse. [7]
Como se observa en muchas cascadas importantes, los knickpoints migran río arriba debido a la erosión del lecho rocoso [11] dejando a su paso canales profundos y llanuras aluviales abandonadas , que luego se convierten en terrazas . El retroceso de Knickpoint se demuestra fácilmente en algunos lugares afectados por la respuesta isostática posglacial y la caída relativa del nivel del mar, como en Escocia . En otras áreas, la datación de terrazas de lecho rocoso expuestas es más consistente con una incisión espacialmente uniforme y la persistencia de la zona de knick en aproximadamente el mismo lugar.
Un río, después de haber ganado o perdido energía potencial con su cambio de pendiente , procederá a eliminar los puntos de ruptura de su sistema ya sea por erosión (en el caso de cascadas; energía potencial ganada) o por deposición (en el caso de lagos; pérdida de energía potencial). energía) para que el río recupere su suave perfil cóncavo y graduado.
Las tasas de migración de knickpoints, en el caso de las cascadas, oscilan generalmente entre 1 mm y 10 cm por año, con algunos valores excepcionales. [7]
La propagación de los puntos de knick se modela típicamente con la ley semiempírica de potencia de la corriente , donde el tamaño de la cuenca de drenaje se utiliza como indicador de la descarga , que a su vez tiene una correlación no lineal positiva con la tasa de migración de los puntos de knick. Se han propuesto soluciones tanto analíticas [12] como numéricas [13] para resolver la ley de potencia de la corriente .
Los knickpoints y knickzones se pueden extraer semiautomáticamente de los modelos de elevación digitales en el software del sistema de información geográfica (es decir, ArcGIS ). El problema con la mayoría de los métodos existentes es que frecuentemente son subjetivos y requieren un procesamiento de datos que requiere mucho tiempo. Una solución a estos problemas es una herramienta diseñada para ArcGIS, llamada Knickzone Extraction Tool (KET), que automatiza enormemente el proceso de extracción. [14]
