Las terrazas se pueden formar de muchas maneras y en varios entornos geológicos y ambientales. Al estudiar el tamaño, la forma y la edad de las terrazas, se pueden determinar los procesos geológicos que las formaron. Cuando las terrazas tienen la misma edad y/o forma en una región, a menudo es indicativo de que un mecanismo geológico o ambiental a gran escala es responsable. El levantamiento tectónico y el cambio climático se consideran mecanismos dominantes que pueden dar forma a la superficie de la Tierra a través de la erosión . Las terrazas fluviales pueden verse influenciadas por uno o ambos de estos mecanismos de forzamiento y, por lo tanto, se pueden utilizar para estudiar la variación en la tectónica, el clima y la erosión, y cómo interactúan estos procesos.
Los sistemas fluviales de larga duración pueden producir una serie de superficies de terrazas a lo largo de su vida geológica. Cuando los ríos se desbordan , los sedimentos se depositan en láminas a lo largo de la llanura de inundación y se acumulan con el tiempo. Más tarde, durante una época de erosión fluvial, el río corta o incide este sedimento y lo arrastra río abajo. Por lo tanto, la llanura de inundación anterior se abandona y se convierte en una terraza fluvial. Una terraza fluvial se compone de una superficie abandonada, o huella, y la superficie incisa, o contrahuella. [2] Si puede fechar la edad de la huella de la terraza, puede obtener una estimación de la edad de abandono de esa superficie y la edad de la incisión. Un cálculo simple de h 1 /t 1 puede dar la tasa promedio de incisión (r i ), donde h i = altura de la terraza fluvial desde el río y t i = edad de la superficie. [3] Es importante señalar que estas tasas de incisión suponen una tasa de incisión constante a lo largo de toda la altura y el tiempo.
Las edades de incisión e inundación ( agregación ) pueden tener diferentes interpretaciones para cada sistema fluvial, donde cada región puede responder independientemente a la variación externa. Muchas variables controlan el comportamiento del río y si se erosiona o se inunda. Los cambios en la inclinación del gradiente del río, la cantidad de sedimentos contenidos en el río y la cantidad total de agua que fluye a través del sistema, todos influyen en cómo se comporta un río. Existe un delicado equilibrio que controla un sistema fluvial, que, cuando se altera, provoca que se produzcan eventos de inundación e incisión y produzcan terrazas. [3] [4]
La datación de las superficies de estas terrazas abandonadas (huellas) es posible mediante una variedad de técnicas geocronológicas . Sin embargo, el tipo de técnica utilizada depende de la composición y la edad de las terrazas. Las técnicas utilizadas actualmente son la magnetoestratigrafía , la termocronología de baja temperatura , los nucleidos cosmogénicos , el radiocarbono , la termoluminiscencia , la luminiscencia estimulada ópticamente y los desequilibrios U-Th . Además, si hay una sucesión de fósiles preservados, se puede utilizar la bioestratigrafía .
La escala de observación es siempre un factor a tener en cuenta a la hora de evaluar el forzamiento tectónico y climático. A simple vista, en el tiempo geológico, uno de estos mecanismos de forzamiento puede parecer el proceso dominante. Las observaciones realizadas en escalas de tiempo geológicas largas (≥10 6 años ) suelen revelar mucho sobre procesos geológicos más lentos y de mayor magnitud, como el tectonismo [5], desde una escala regional hasta incluso global. La evaluación en escalas de tiempo geológicamente cortas (10 3 -10 5 a ) puede revelar mucho sobre los ciclos climáticos relativamente más cortos, [5] la erosión local a regional y cómo podrían impulsar el desarrollo de terrazas. Los períodos regionales de formación de terrazas probablemente marcan una época en la que la erosión fluvial fue mucho mayor que la acumulación de sedimentos. La erosión fluvial puede estar impulsada por el levantamiento tectónico, el clima o potencialmente ambos mecanismos. Sin embargo, en muchas áreas es difícil determinar con precisión si el tectonismo o el cambio climático pueden impulsar individualmente el levantamiento tectónico, la erosión mejorada y, por lo tanto, la formación de terrazas. En muchos casos, simplificar la cuestión geológica a factores tectónicos versus factores climáticos es un error porque las interacciones tectónicas-climáticas ocurren juntas en un ciclo de retroalimentación positiva.
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Los ríos en el interior continental que no han experimentado actividad tectónica en la historia geológica reciente probablemente registran cambios climáticos a través de terrazas. Las terrazas registran variaciones periódicas naturales impulsadas por ciclos como el ciclo de Milankovitch . Estos ciclos pueden describir cómo la órbita de la Tierra y el bamboleo rotacional varían con el tiempo. Se ha determinado que los ciclos de Milankovitch, junto con el forzamiento solar , impulsan el cambio ambiental periódico a escala global, es decir, entre entornos glaciales e interglaciales . Cada sistema fluvial responderá a estas variaciones climáticas a escala regional. Además, el entorno regional determinará cómo el cambio en los sedimentos y las precipitaciones impulsará la incisión y agradación del río. Las terrazas a lo largo del río registrarán los cambios cíclicos, donde los períodos de tiempo glaciales e interglaciales están asociados con la incisión o agradación.
Por el contrario, las terrazas marinas costeras solo se pueden conservar mediante tectonismo o una disminución progresiva del nivel del mar. La costa sísmicamente activa del sur de California, EE. UU., [6] por ejemplo, puede considerarse una costa emergente , donde el tectonismo debido a la transpresión proporciona elevación de las líneas de costa formadas durante períodos de nivel del mar relativamente alto. La erosión posterior de las olas a lo largo de las porciones elevadas de la costa produce una plataforma de corte de olas insertada y un elevador de terraza debajo de la superficie de la terraza marina abandonada que se formó inicialmente a nivel del mar. Por lo tanto, el levantamiento puede conducir a una secuencia de terrazas marinas en unas pocas elevaciones distintas a lo largo de la costa. Aunque estas superficies se formaron en máximos del nivel del mar durante períodos interglaciares, las formas del terreno se conservan únicamente debido al levantamiento tectónico.
La elevación tectónica y los factores climáticos interactúan como un sistema de retroalimentación positiva , en el que cada mecanismo de fuerza impulsa al otro. Uno de los mayores ejemplos de esta retroalimentación entre interacciones tectónicas y climáticas puede estar preservado en el frente del Himalaya y en el desarrollo del efecto de sombra de lluvia y el monzón asiático .
El Himalaya actúa como una barrera orográfica que puede impedir la circulación atmosférica y el movimiento de las masas de aire. Cuando estas masas de aire intentan ascender y sobrepasar el Himalaya, se ven forzadas a chocar contra la barrera. La masa se condensa a medida que asciende, liberando humedad, lo que da lugar a precipitaciones en ese flanco de las montañas. A medida que la masa de aire se desplaza sobre la montaña, se va volviendo gradualmente más seca hasta que desciende por el otro lado de la barrera con poca humedad restante. Este efecto se conoce como " efecto de sombra de lluvia " . En el Himalaya, este efecto de barrera es tan grande que fue un factor ambiental importante en el desarrollo del monzón asiático. [7] [8] [9]
El levantamiento tectónico durante la creación de regiones montañosas altas puede producir elevaciones increíbles en la superficie y, por lo tanto, la exposición de las rocas al viento y al agua. Las precipitaciones elevadas pueden provocar una mayor erosión de las rocas expuestas y provocar una rápida denudación de sedimentos de las montañas. La flotabilidad de la corteza, o isostasia , impulsará entonces un mayor levantamiento tectónico, con el fin de lograr el equilibrio, a medida que los sedimentos se van desprendiendo continuamente de la parte superior. [10] El aumento del levantamiento creará entonces una topografía más alta, impulsará un aumento de las precipitaciones que concentrarán la erosión y un mayor levantamiento.