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Las islas barrera son un accidente geográfico costero , un tipo de sistema dunar e isla de arena , donde se ha formado una zona de arena por la acción de las olas y las mareas paralela a la costa continental . Por lo general, se encuentran en cadenas, que constan desde unas pocas islas hasta más de una docena. Están sujetos a cambios durante las tormentas y otras acciones, pero absorben energía, protegen las costas y crean áreas de aguas protegidas donde los humedales pueden florecer. Una cadena de barrera puede extenderse por cientos de kilómetros, con islas separadas periódicamente por entradas de marea . La isla barrera más grande del mundo es la Isla del Padre de Texas, Estados Unidos, con 113 millas (182 km) de largo. [1] A veces, una ensenada importante puede cerrarse permanentemente, transformando una isla en una península , creando así una península de barrera , [2] que a menudo incluye una playa , una playa de barrera . Aunque muchas son largas y estrechas, la longitud y el ancho de las barreras y la morfología general de las costas de las barreras están relacionadas con parámetros que incluyen el rango de mareas , la energía de las olas , el suministro de sedimentos , las tendencias del nivel del mar y los controles del basamento . [3] La cantidad de vegetación en la barrera tiene un gran impacto en la altura y evolución de la isla. [4]
Se pueden encontrar cadenas de islas barrera a lo largo de aproximadamente el 13-15% de las costas del mundo. [5] Muestran diferentes entornos, lo que sugiere que pueden formarse y mantenerse en una variedad de entornos. Se han dado numerosas teorías para explicar su formación.
Una estructura costa afuera construida por el hombre paralela a la costa se llama rompeolas . En términos de morfodinámica costera , actúa de manera similar a una isla barrera natural al disipar y reducir la energía de las olas y corrientes que golpean la costa. De ahí que sea un aspecto importante de la ingeniería costera .
La costa es la parte de la barrera donde el océano se encuentra con la costa de la isla. El cuerpo de la isla barrera separa la superficie de la costa de la parte trasera y del área de la laguna / plana de marea . Las características comunes a la parte superior de la costa son arenas finas con barro y posiblemente limo. Más adentro del océano, el sedimento se vuelve más fino. El efecto del oleaje en este punto es débil debido a la profundidad. La bioturbación es común y se pueden encontrar muchos fósiles en depósitos de la superficie costera superior en el registro geológico .
La superficie de costa media se encuentra en la superficie de costa superior. La superficie media de la costa está fuertemente influenciada por la acción de las olas debido a su profundidad. Más cerca de la costa, la arena es de grano medio, con restos de conchas comunes. Dado que la acción de las olas es más intensa, no es probable que se produzca bioturbación.
La parte inferior de la costa se ve constantemente afectada por la acción de las olas. Esto da como resultado el desarrollo de estructuras sedimentarias en forma de espina de pescado debido al flujo constante y diferente de las olas. La arena es más gruesa.
La playa es el área terrestre entre la marea alta y la baja. Al igual que la superficie superior de la costa, se ve constantemente afectada por la acción de las olas. Hay estratificación cruzada y laminación y arenas más gruesas debido a la alta energía presente por el choque de las olas. La arena también está muy bien seleccionada .
La zona costera siempre está por encima del punto más alto del nivel del agua. Aquí también se encuentra la berma que marca el límite entre la playa y la costa trasera. El viento es el factor importante aquí, no el agua. Durante tormentas fuertes, las olas altas y el viento pueden arrastrar y erosionar sedimentos de la costa.
Las dunas costeras , creadas por el viento, son típicas de una isla barrera. Están ubicados en la parte superior de la costa trasera. Las dunas mostrarán características de las típicas dunas eólicas arrastradas por el viento. La diferencia es que las dunas en una isla barrera normalmente contienen raíces de vegetación costera y bioturbación marina.
La zona de la laguna y la llanura de marea se encuentra detrás de la zona de dunas y de la costa. Aquí el agua está tranquila, lo que permite que se depositen finos limos, arenas y barro. Las lagunas pueden albergar un ambiente anaeróbico . Esto permitirá que se formen grandes cantidades de lodo rico en materia orgánica. La vegetación también es común.
Las Islas Barrera se pueden observar en todos los continentes de la Tierra, excepto en la Antártida. Ocurren principalmente en áreas que son tectónicamente estables , como "costas de borde de salida" que enfrentan (se alejan de) dorsales oceánicas formadas por límites divergentes de placas tectónicas, y alrededor de cuencas marinas más pequeñas como el Mar Mediterráneo y el Golfo de México . [6] Las áreas con mareas relativamente pequeñas y abundante suministro de arena favorecen la formación de islas de barrera.
La Bahía Moreton , en la costa este de Australia y directamente al este de Brisbane , está protegida del Océano Pacífico por una cadena de islas barrera muy grandes. De norte a sur se encuentran la isla Bribie , la isla Moreton , la isla Stradbroke del Norte y la isla Stradbroke del Sur (las dos últimas solían ser una sola isla hasta que una tormenta creó un canal entre ellas en 1896). La isla North Stradbroke es la segunda isla de arena más grande del mundo y la isla Moreton es la tercera más grande.
La isla Fraser , otra isla barrera situada a 200 km al norte de la bahía Moreton en la misma costa, es la isla de arena más grande del mundo.
Las islas barrera se encuentran de manera más prominente en las costas este y del Golfo de los Estados Unidos, donde todos los estados, desde Maine hasta Florida (costa este) y desde Florida hasta Texas ( costa del Golfo ), cuentan con al menos parte de una isla barrera. Muchos tienen un gran número de islas barrera; Florida, por ejemplo, tenía 29 (en 1997) en sólo 300 kilómetros (190 millas) a lo largo de la costa oeste (Golfo) de la península de Florida, además de otras 20 en la costa este y varias islas barrera y lenguas a lo largo de la costa del Panhandle . [7] Padre Island , Texas, es la isla barrera más larga del mundo; Otras islas conocidas en la costa del Golfo incluyen la isla Galveston en Texas y las islas Sanibel y Captiva en Florida. Los de la costa este incluyen Miami Beach y Palm Beach en Florida; Isla Hatteras en Carolina del Norte; Isla Assateague en Virginia y Maryland; la isla Absecon en Nueva Jersey, donde se encuentra Atlantic City ; y Jones Beach Island y Fire Island , ambas frente a Long Island en Nueva York. No se encuentran islas barrera en la costa del Pacífico de los Estados Unidos debido a la costa rocosa y la corta plataforma continental, pero se pueden encontrar penínsulas barrera. También se pueden ver islas barrera en la costa ártica de Alaska.
Las islas barrera también se pueden encontrar en el Canadá marítimo y en otros lugares a lo largo de la costa. Un buen ejemplo se encuentra en la bahía Miramichi , Nuevo Brunswick , donde la isla Portage, así como la isla Fox y la isla Hay protegen la bahía interior de las tormentas en el golfo de San Lorenzo .
La costa del Golfo de México de México tiene numerosas islas barrera y penínsulas barrera.
Las islas barrera son más frecuentes en el norte de las dos islas principales de Nueva Zelanda. Las islas barrera notables en Nueva Zelanda incluyen la isla Matakana , que protege la entrada al puerto de Tauranga , y la isla Rabbit , en el extremo sur de la bahía de Tasmania . Véase también Boulder Bank de Nelson Harbour , más abajo.
La isla Vypin en la costa suroeste de la India, en Kerala, tiene 27 km de largo. También es una de las islas más densamente pobladas del mundo.
Las Islas Barrera de Indonesia se encuentran frente a la costa occidental de Sumatra . De norte a sur a lo largo de esta costa incluyen Simeulue , las islas Banyak (principalmente Tuangku y Bangkaru), Nias , las islas Batu (en particular Pini, Tanahmasa y Tanahbala), las islas Mentawai (principalmente Siberut , Sipura , Pagai del Norte y Pagai del Sur ). ) y la isla Enggano .
Se pueden observar islas barrera en el mar Báltico, desde Polonia hasta Lituania, así como claramente en las islas Wadden , que se extienden desde los Países Bajos hasta Dinamarca. Lido di Venezia y Pellestrina son islas barrera notables de la Laguna de Venecia que durante siglos han protegido la ciudad de Venecia en Italia. Chesil Beach, en la costa sur de Inglaterra, se desarrolló como una playa de barrera. [8] También se encuentran playas de barrera en el norte de los mares Azov y Negro .
Los niveles de agua pueden ser más altos que los de la isla durante las tormentas. Esta situación puede provocar un lavado excesivo , que trae arena desde el frente de la isla hasta la parte superior y/o hacia el lado terrestre de la isla. Este proceso conduce a la evolución y migración de la isla barrera. [9]
Las islas de barrera a menudo se forman para que tengan un ancho determinado. El término "concepto de ancho crítico" se ha discutido con referencia a islas de barrera, inundaciones y depósitos de inundación desde la década de 1970. El concepto básicamente establece que los procesos de sobrelavado fueron efectivos en la migración de la barrera sólo cuando el ancho de la barrera es menor que un valor crítico. La isla no se redujo por debajo de estos valores porque el exceso de flujo fue eficaz para transportar sedimentos sobre la isla barrera, manteniendo así el ritmo de la recesión de la costa del océano. Las secciones de la isla con mayor ancho experimentaron depósitos de lavado que no llegaron a la costa de la bahía, y la isla se estrechó por la recesión de la costa del océano hasta alcanzar el ancho crítico. El único proceso que amplió la barrera más allá del ancho crítico fue la ruptura, la formación de un banco de inundación parcialmente subaéreo y el posterior cierre de la entrada. [10]
El ancho crítico de la barrera se puede definir como la dimensión más pequeña a través de la costa que minimiza la pérdida neta de sedimentos de la isla de barrera durante la vida útil definida del proyecto. La magnitud del ancho crítico está relacionada con las fuentes y sumideros de arena en el sistema, como el volumen almacenado en las dunas y el transporte neto de arena a lo largo de la costa y a través de la costa, así como la elevación de la isla. [11] El concepto de ancho crítico es importante para la restauración de islas barrera a gran escala, en la que las islas se reconstruyen a una altura, ancho y largo óptimos para brindar protección a estuarios, bahías, marismas y playas continentales. [12]
Los científicos han propuesto numerosas explicaciones para la formación de islas barrera durante más de 150 años. Hay tres teorías principales: barra offshore, acreción de saliva y inmersión. [3] Ninguna teoría puede explicar por sí sola el desarrollo de todas las barreras, que están distribuidas extensamente a lo largo de las costas del mundo. Los científicos aceptan la idea de que las islas barrera, incluidos otros tipos de barreras, pueden formarse mediante varios mecanismos diferentes. [13]
Parece haber algunos requisitos generales para la formación. Los sistemas de islas de barrera se desarrollan más fácilmente en costas dominadas por olas con un rango de marea pequeño a moderado. Las costas se clasifican en tres grupos según el rango de marea : micromareal, rango de marea de 0 a 2 metros; mesotidal, rango de marea de 2 a 4 metros; y macromareal, rango de marea >4 metros. Las islas de barrera tienden a formarse principalmente a lo largo de las costas de micromarea, donde tienden a estar bien desarrolladas y ser casi continuas. Se forman con menos frecuencia en las costas mesotidales, donde suelen ser cortas y con entradas de marea comunes. Las islas barrera son muy raras a lo largo de las costas macromareales. [14] Junto con un rango de marea pequeño y una costa dominada por olas, debe haber una plataforma de gradiente relativamente bajo. De lo contrario, la acumulación de arena en un banco de arena no se produciría y, en cambio, se dispersaría por toda la costa. Un amplio suministro de sedimentos también es un requisito para la formación de islas barrera. [5] Esto incluye a menudo depósitos fluviales y depósitos glaciales . El último requisito importante para la formación de islas barrera es un nivel del mar estable. Es especialmente importante que el nivel del mar permanezca relativamente sin cambios durante la formación y el crecimiento de las islas barrera. Si los cambios en el nivel del mar son demasiado drásticos, el tiempo será insuficiente para que la acción de las olas acumule arena en una duna, que eventualmente se convertirá en una isla barrera debido a la agradación . La formación de islas barrera requiere un nivel del mar constante para que las olas puedan concentrar la arena en un solo lugar. [15]
En 1845, el francés Elie de Beaumont publicó un relato sobre la formación de barreras. Creía que las olas que se movían hacia aguas poco profundas agitaban arena, que se depositaba en forma de barra submarina cuando las olas rompían y perdían gran parte de su energía. A medida que las barras se desarrollaron verticalmente, se elevaron gradualmente sobre el nivel del mar, formando islas barrera. [6]
Se ha observado la formación de varias islas barrera mediante este proceso a lo largo de la costa del Golfo de la península de Florida, incluidas: las barras Anclote Norte y Sur asociadas con Anclote Key , Three Rooker Island , Shell Key y South Bunces Key . [dieciséis]
El geólogo estadounidense Grove Karl Gilbert argumentó por primera vez en 1885 que los sedimentos de barrera procedían de fuentes costeras. Propuso que los sedimentos que se mueven en la zona de las rompientes a través de la agitación de las olas en la deriva costera construirían lenguas que se extenderían desde los promontorios paralelos a la costa. La posterior ruptura de las lenguas por olas tormentosas formaría islas barrera. [17]
William John McGee razonó en 1890 que las costas este y del Golfo de los Estados Unidos se estaban sumergiendo, como lo demuestran los numerosos valles de ríos ahogados que se encuentran a lo largo de estas costas, incluidas las bahías de Raritan , Delaware y Chesapeake . Creía que durante la inmersión, las crestas costeras se separaban del continente y se formaban lagunas detrás de las crestas. [18] Usó las islas barrera Mississippi-Alabama (que consisten en las islas Cat , Ship , Horn , Petit Bois y Dauphin ) como un ejemplo donde la inmersión costera formó islas barrera. Más tarde se demostró que su interpretación era incorrecta cuando se determinaron con mayor precisión las edades de la estratigrafía costera y los sedimentos. [19]
A lo largo de la costa de Luisiana , los antiguos lóbulos del delta del río Mississippi han sido remodelados por la acción de las olas, formando complejos de crestas de playa. El hundimiento prolongado de las marismas detrás de las barreras ha convertido estos antiguos humedales con vegetación en zonas de aguas abiertas. En un período de 125 años, de 1853 a 1978, dos pequeñas bahías semiprotegidas detrás de la barrera se desarrollaron como la gran masa de agua del lago Pelto, lo que llevó a la separación de las Islas Dernières del continente. [13]
Una estructura natural inusual en Nueva Zelanda puede dar pistas sobre los procesos de formación de islas barrera. El Boulder Bank , a la entrada de Nelson Haven en el extremo norte de la Isla Sur , es un singular tramo de sustrato rocoso de 13 km de longitud y unos pocos metros de ancho. No es estrictamente una isla barrera, ya que está unida al continente por un extremo. El Boulder Bank está compuesto de granodiorita de Mackay Bluff, que se encuentra cerca del punto donde el banco se une al continente. Todavía se debate qué proceso o procesos han resultado en esta extraña estructura, aunque la deriva costera es la hipótesis más aceptada. Desde 1892 se han realizado estudios para determinar la velocidad del movimiento de las rocas. El ritmo de movimiento de grava de la capa superior se ha estimado en 7,5 metros por año. [20]
Richard Davis distingue dos tipos de islas barrera, las dominadas por las olas y las de energía mixta.
Las islas barrera dominadas por las olas son largas, bajas y estrechas y, por lo general, están limitadas por ensenadas inestables en ambos extremos. La presencia de corrientes costeras causadas por olas que se acercan a la isla en ángulo arrastrarán sedimentos a gran distancia, extendiendo la isla. Las corrientes costeras, y la extensión resultante, suelen ser en una dirección, pero en algunas circunstancias las corrientes y extensiones pueden ocurrir hacia ambos extremos de la isla (como ocurre en Anclote Key , Three Rooker Bar y Sand Key , en la costa del Golfo de Florida). Los ventiladores de lavado en el lado de las barreras de la laguna, donde las marejadas ciclónicas han superado la isla, son comunes, especialmente en las islas barrera más jóvenes. Las barreras dominadas por las olas también son susceptibles de ser rotas por las tormentas, creando nuevas ensenadas. Estas ensenadas pueden cerrarse a medida que las corrientes costeras transportan sedimentos, pero pueden volverse permanentes si el prisma de marea (volumen y fuerza del flujo de marea) es lo suficientemente grande. Las islas barrera más antiguas que han acumulado dunas están menos sujetas a inundaciones y apertura de ensenadas. Las islas dominadas por las olas requieren un suministro abundante de sedimentos para crecer y desarrollar dunas. Si una isla barrera no recibe suficiente sedimento para crecer, los repetidos lavados de las tormentas migrarán la isla hacia el continente. [21]
Las islas barrera dominadas por las olas pueden eventualmente convertirse en islas barrera de energía mixta. Las islas barrera de energía mixta están moldeadas tanto por la energía de las olas como por el flujo de las mareas. El flujo de un prisma de marea mueve arena. La arena se acumula tanto en el lado costero como en el mar de una ensenada, formando un delta de inundación o banco de arena en el lado de la bahía o laguna de la ensenada (a partir de la arena arrastrada por una marea de inundación) y un delta o banco de reflujo en aguas abiertas. lado (de arena arrastrada por una marea baja). Los grandes prismas de marea tienden a producir grandes bancos de reflujo, que pueden aumentar lo suficiente como para quedar expuestos durante la marea baja. Los bancos de reflujo refractan las olas que se acercan a la ensenada, invirtiendo localmente la corriente costera que mueve la arena a lo largo de la costa. Esto puede modificar el bajío de reflujo en barras oscilantes, que migran hacia el extremo de la isla corriente arriba desde la ensenada, aumentando el ancho de la barrera cerca de la ensenada (creando una isla barrera en forma de "palillo"). Este proceso captura la arena que es arrastrada por la corriente costera, impidiendo que llegue al lado de la ensenada, matando de hambre a esa isla. [22]
Muchas de las islas marinas del estado estadounidense de Georgia son relativamente anchas en comparación con su longitud paralela a la costa. Siesta Key, Florida, tiene una forma característica de muslo de pollo, con una porción ancha en el extremo norte cerca de la desembocadura de Phillipi Creek.
Las islas barrera son de vital importancia para mitigar el oleaje del océano y otras tormentas para los sistemas de agua en el lado continental de la isla barrera, así como para proteger la costa. Esto crea efectivamente un entorno único de agua salobre de energía relativamente baja . De tales condiciones pueden surgir múltiples sistemas de humedales, como lagunas, estuarios y/o marismas, dependiendo del entorno. Por lo general, son hábitats ricos para una variedad de flora y fauna. Sin islas barrera, estos humedales no podrían existir; serían destruidos por las olas y mareas diarias del océano, así como por las tormentas oceánicas. Uno de los ejemplos más destacados son las islas barrera de Luisiana . [23]
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