Coastal sedimentary environments and sea-level changes

A detailed knowledge of the 3-D arrangement and lateral facies relationships of the stacking patterns in coastal deposits is essential to approach many geological problems such as precise tracing of sea level changes, particularly during small scale fluctuations. These are useful data regarding the geodynamic evolution of basin margins and yield profit in oil exploration. Sediment supply, wave-and tidal processes, coastal morphology, and accommodation space generated by eustasy and tectonics govern the highly variable architecture of sedimentary bodies deposited in coastal settings. But these parameters change with time, and erosional surfaces may play a prominent role in areas located towards land. Besides, lateral shift of erosional or even depositional loci very often results in destruction of large parts of the sediment record. Several case studies illustrate some commonly found arrangements of facies and their distinguishing features. The final aim is to get the best results from the sedimentological analysis of coastal units

Estructura en escamas del sector noroccidental de la Sierra de Cazorla (zona prebética) y del borde de la depresión del Guadalquivir (provincia de Jaén)

The succession of different stages of deformation, the last of them having taken place in the middle Miocene, has determined the imbricated structure of the Sierra de Cazorla and the easternmost boundary of the Guadalquivir Basin. The evolution of the structural features is analyzed and a tectonic interpretation of the resulting structure is attempted

Pampa del Palo : an anomalous composite marine terrace on the uprising coast of Southern Peru

Quaternary sediments along the southern Peruvian coast occur as staircase terraces of coastal and shallow-marine deposits in response to continuous uplift related to the active boundary between the Nazca and South-American plates. However, near Ilo (in the same coastal stretch) the emergent Pampa del Palo terrace consists of a relatively-thick, vertical stack of shallow-marine, coastal and lagoonal deposits that indicate a rather different geodynamic behaviour. Coastal deposits are correlatable with the successive marine highstands of isotopic stages 7 (?) and 5 (substages 5e and 5c). Combining aerial photo-interpretation, geomorphological mapping, sedimentological analysis, chronostratigraphical data, and structural observations, the Pampa del Palo feature is interpreted as a faulted block that moved independently of the remaining southern Peruvian coast and, for some time between the end of Middle Pleistocene (before ca. 220 ka) and the early Late Pleistocene (ca. 120 ka), it rose more slowly or was even down-faulted relative to the rest of the southern Peruvian margin. The independent block movements ceased after substage 5e, when the Pampa del Palo "terrace" was incorporated into the regional uplift of the area. Since ca. 100 ka, measured uplift rate in the Ilo area amounted up to 160 mm/1000 y when the area has been affected by a few active, NE-SE trending faults only. (Résumé d'auteur

Medios marinos y marinos-salobres en la Bahía de Cádiz durante el Pleistoceno

La Bahía de Cádiz se instala en el labio hundido de una falla de direcció ENE- OSO que pasa al pie de la Sierra de San Cristóbal y que se continúa al Norte de El Aculadero. Los materiales del Plioceno superior «facies ostionera» fosilizan en muchos casos este accidente. Esta zona deprimida fue propicia a la permanencia de ambientes marinos y costeros durante la regresión generalizada del Plioceno superior y Pleistoceno. Las secciones estudiadas muestran megasecuencias transgresivas separadas por épocas de emersión asociadas en muchos casos con procesos de karstificación. A partir de estas series se deduce que durante el Plio/Pleistoceno lacosta formaba un amplio entrante entre Rota y la Barrosa (Chiclana de la Frontera) que se extendía por la parte inferior del valle del Guadalete, siendo la Sierra de San Cristóbal el relieve que constituía durante el Plioceno superior el acantilado fósil y dejaba en su interior dos islas. Cerro Centa y Cerro de los Mártires. La retiradaz del mar indujo a la formación de marismas y lagoones marino-salobres que· estaban separados del mar abierto por islas barreras que fueron invadidas repetidamente por el mar durante el Pleistoceno merced a oscilaciones positivas del nivel del mar con un valor «relativo» de 10-15 metros. El esquema de distribución de ambientes es semejante al actual en el que la flecha de Valdelaguana actúa como isla barrera entre el mar abierto y las marismas que, hacia tierra se interdigitan con conos de deyección y coluviones. Las dimensiones de la Bahía se han reducido con el tiempo.The Bay of Cádiz occupies a depression due to a fault bearing ENE - OSO, which is observed from the foothills of the San Cristóbal Sierra to the El Aculadero area, more to the north. This tectonic accident is covered by undisrupted sediments of upper Pliocene age (Facies Ostionera) in several places. Despite the general regressive trend which characterize the late Pliocene and Pleistocene ages, marines or littoral environments maintained in the Bay of Cádiz in relation to its depressed situation. The studied successions show transgresive megasequences separated by regressive episodes with karstification. A big bay existed in those times (Plio/Pleistocene) between Rota and La Barrosa (Chiclana de la Frontera) which extended along the valley of the Guadalete River, just by the paleo cliff of Sierra de San Cristóbal. Two islands corresponding to the Cerro de Centa and Cerro de los Mártires emerged. The general retreat of the sea eventually led to the development of barrier islands, lagoons and marshes that were repeatedly inundated during the Pleistocene due to positive oscillations of the «relative» sea level averaging 10-15 m. The pattern of sedimentary environments is fairly similar to the present-day model which the Valdelagrana spit bar acts as a barrier island placed between the open sea and the lagoon (marismas) that interfinger to the land with alluvial fan and colluvial continental environments. The size of the paleo-bay has decreased with time

Impactos sobre las zonas costeras

Los principales problemas del cambio climático en las zonas costeras se relacionan con potenciales cambios en la frecuencia y/o intensidad de las tormentas asi coma con el posible ascenso del nivel media del mar (NMM). En cuanto al nivel del mar, las previsiones del IPCC para fin de siglo se han ido reduciendo según disponía de datas mas fiables desde 50-90 cm (IPCC 1998) a 1 3-68 cm (IPCC 2001). Los valores de INQUA (International Union for the Study of Quaternary Sea-Level Change and Coastal Evolution Commission) y del IGCP (International Geosciences Programme Projects 369 and 437) son aun mas modestos: 1 0-20 cm. Para las costas del E y S de Esparia los datos disponibles indican una tendencia generalizada de estabilidad 0 ligero descenso del NMM, aunque localmente la subsidencia pueda enmascarar este efecta (por ejemplo delta del Ebro). Esta tendencia se manifiesta en progradación costera crecimiento de flechas litorales relleno de estuarios y desaparición de humedales. Par el contrario en la costa N los datos indican una tendencia al ascenso con tasas de 3-4 mm/año en la segunda mitad del siglo 20. Esto se une a observaciones concretas que muestran una reducción marcada de muchas playas confinadas retroceso de frentes dunares y acantilados "blandos" 0 adelgazamiento y/o rotura de flechas litorales dificilmente atribuibles a reducción en el aporte de sedimentos dado que datos recientes indican al contrario aumentos notables de la tasa de sedimentación en estuarios a 10 largo del siglo pasado. Por otro lado diversos trabajos muestran que el NMM se situ6 casi 1 m por encima del actual hace aproximadamente entre 5500 y 2000 arios en momentos en los que las condiciones climaticas fueron similares a las que se esperan para finales del presente siglo. A partir de esos datos se puede considerar que un ascenso de alrededof de 50 cm para finales de slglo es un escenario razonab!e. Una hip6tesis pesimista bastante men os probable pero no descartable seria un ascenso del orden de 1 m, correspondiente con el maximo de algunas predicciones y con las niveles pasados antes indicados. Esta situaci6n parece bastame menos probable en la costa S y E que en la N. En el caso de una hipotetica subida generalizada del nivel medio del mar (NMM) mar, las zonas mas vulnerables seran los deltas y playas confinadas o rigidizadas. La parte del litoral español formada por acantilados de rocas resistentes no presentan problemas especiales. Sin embargo hay un peligro potencial de estabilidad de las costas formadas por acantilados constituidos por materiales incoherentes (no muy significativo). Especulando con el escenario de 0.5 m de maxima ascenso posible en el Cantabrico oriental podria suponer la desaparición del 40 % de las playas siempre y cuando no tenga lugar un aumento de la alimentación de arena (natural o artificial) a esas playas. Un ascenso relativo del NMM de 0.50m sin respuesta sedimentaria asociada supondría la desaparición de alrededor del 50% del delta del Ebro. No obstante estimaciones mas precisas sobre la previsible evolución de este tipo de sistemas litorales deberian tener en cuenta las variaciones en la altura e intensidad ,del oleaje y de la marea meteorológica. En las costas bajas (deltas humedales costeros y zonas de uso agrario o construidas en el entorno de estuarios o en llanuras aluviales costeras), ese hipotetico ascenso del NMM podria implicar una inundación de las mismas. En el Cantabrico oriental podría suponer la inundación de parte de las zonas bajas estimada en 23.5 km2. En el Mediterraneo y Baleares y suponiendo un maximo de 0.5 m, las zonas mas amenazadas aparte de los deltas ya mencionados (Ebro y Llobregat) son la Manga del Mar Menor (unos 20 km), Las lagunas de Cabo de Gata (5 km) y en el Golfo de Cadiz alrededor de 10 km de la costa de Doñana y unos 100 km2 de marismas. Parte de esas zonas estan ocupadas por edificios o infraestructuras pero muchas de ellas tienen uso agricola o parque natural y podrían permitir la formación de nuevos humedales que compensarian por desplazamiento la previsible perdida de los que sean anegados. Es de senalar que adicionalmente a las impactos potenciales derivados del cambio climatico otros facto res de origen antropico tales cama el aparte de sedimentos por los rlos y las obras costeras son tambien cuantitativamente muy influyentes en la estabilidad del litoral a corto plazo. Coma estrategias preventivas 0 de adaptacion principales se recomienda actuar de inmediato sabre los facto res humanos relacionados con la estabilidad del litoral. Entre estos merecen ser destacados el mantenimiento de descarga y aportes solidos de los rios como saluci6n al "origen" del problema (la falta de material sedimentario). Como solucion a las "sintomas" del problema (retroceso o movilidad excesiva de la costa) pueden mencionarse la estabilización de playas y dunas la construccion de obras para limitar la capacidad de transporte del oleaje incidente y las aportaciones artificiales de sedimento. En otra categoría estan las actuaciones para la protección de valores naturales (ordenacion rigurosa del territorio para asegurar el mantenimiento y recuperación de zonas valiosas). Tambien se considera necesario delimitar e inventariar las areas y elementos afectables por el ascenso del nivel del mar, el oleaje y la marea a fin de definir donde aplicar estrategias de abandono y retroceso de proteccion. Actuar sobre dichos factores contribuira en cualquier caso a paliar los futuros impactos del cambio climatico independientemente de las incertidumbres asociadas a magnitud de los mismos

Registro de los cambios del nivel del mar durante el cuaternario en las Islas Canarias Occidentales (Tenerife y La Palma)

Deposits and erosional marine features representing Quaternary interglaciars interstadials have been analyzed based on geological mapping, sedimentological and paleontological studies. Isotopic measurements and aminoacid racemization dating have been used for chronological purpose. The most complete marine sequence consists of five marine terraces at elevation between O m and 18 m above mean sea leve1 (asl) in Tenerife, where deposits of the Last Interglacial (01s 5e) include Strombus bubonius and «Senegalese» fauna. For La Palma only preliminary results are presented, but two clear marine levels can be distinguished in the Northeast coast at elevation between O m and 4 m asl; the most recent is Holocene, and the oldest, probably, developed during the Last Interglacial. The rate of vertical movements for the last -135,000 years has been calculated for both Islands, the values show a gently subsiding trend in Tenerife and a gently uplifting trend in La Palma.Depósitos y superficies de erosión asociados a los períodos interglaciares o interestadiales cuaternarios, han sido analizados utilizando cartografías ~eomorfológicas, datos sedimentológicos y paleontológicos. Medidas isotópicas ( 14C y Th/U) y datos de racemización de aminoácidos, a partir de las conchas de los moluscos, han sido utilizados con fines cronológicos. La secuencia marina más completa se desarrolla en la isla de Tenerife, y consiste en cinco terrazas marinas localizadas entre los O y 18 m (por encima del nivel medio del mar); en esta misma isla los depósitos del Ultimo Interglacial (01s 5e) incluyen Strombus bubonius y fauna «senegalesa». Los datos sobre la isla de La Palma son preliminares, aunque dos niveles marinos diferentes pueden ser claramente diferenciados entre las cotas de O y 4 m en la costa noreste de la isla; el más reciente Holoceno y el más antiguo probablemente desarrollado durante el Ultimo Interglacial. Los valores medios de movimientos verticales de los litorales de ambas islas para los últimos 135.000 años, sugieren una ligera tendencia al hundimiento en la isla de Tenerife y un ligero levantamiento en la isla de La Palma

Environmental drivers of distribution and reef development of the Mediterranean coral Cladocora caespitosa

Cladocora caespitosa is the only Mediterranean scleractinian similar to tropical reef-building corals. While this species is part of the recent fossil history of the Mediterranean Sea, it is currently considered endangered due to its decline during the last decades. Environmental factors affecting the distribution and persistence of extensive bank reefs of this endemic species across its whole geographic range are poorly understood. In this study, we examined the environmental response of C. caespitosa and its main types of assemblages using ecological niche modeling and ordination analysis. We also predicted other suitable areas for the occurrence of the species and assessed the conservation effectiveness of Mediterranean marine protected areas (MPAs) for this coral. We found that phosphate concentration and wave height were factors affecting both the occurrence of this versatile species and the distribution of its extensive bioconstructions in the Mediterranean Sea. A set of factors (diffuse attenuation coefficient, calcite and nitrate concentrations, mean wave height, sea surface temperature, and shape of the coast) likely act as environmental barriers preventing the species from expansion to the Atlantic Ocean and the Black Sea. Uncertainties in our large-scale statistical results and departures from previous physiological and ecological studies are also discussed under an integrative perspective. This study reveals that Mediterranean MPAs encompass eight of the ten banks and 16 of the 21 beds of C. caespitosa. Preservation of water clarity by avoiding phosphate discharges may improve the protection of this emblematic species.Spanish Ministry of Economy and Competitiveness [CTM2014-57949-R]info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Bedforms and sedimentary structures related to supercritical flows in glacigenic settings

Upper-flow-regime bedforms, including upper-stage-plane beds, antidunes, chutes-and-pools and cyclic steps, are ubiquitous in glacigenic depositional environments characterized by abundant meltwater discharge and sediment supply. In this study, the depositional record of Froude near-critical and supercritical flows in glacigenic settings is reviewed, and similarities and differences between different depositional environments are discussed. Upper-flow-regime bedforms may occur in subglacial, subaerial and subaqueous environments, recording deposition by free-surface flows and submerged density flows. Although individual bedform types are generally not indicative of any specific depositional environment, some observed trends are similar to those documented in non-glacigenic settings. Important parameters for bedform evolution that differ between depositional environments include flow confinement, bed slope, aggradation rate and grain size. Cyclic-step deposits are more common in confined settings, like channels or incised valleys, or steep slopes of coarse-grained deltas. Antidune deposits prevail in unconfined settings and on more gentle slopes, like glacifluvial fans, sand-rich delta slopes or subaqueous (ice-contact) fans. At low aggradation rates, only the basal portions of bedforms are preserved, such as scour fills related to the hydraulic-jump zone of cyclic steps or antidune-wave breaking, which are common in glacifluvial systems and during glacial lake-outburst floods and (related) lake-level falls. Higher aggradation rates result in increased preservation potential, possibly leading to the preservation of complete bedforms. Such conditions are met in sediment-laden jökulhlaups and subaqueous proglacial environments characterized by expanding density flows. Coarser-grained sediment leads to steeper bedform profiles and highly scoured facies architectures, while finer-grained deposits display less steep bedform architectures. Such differences are in part related to stronger flows, faster settling of coarse clasts, and more rapid breaking of antidune waves or hydraulic-jump formation over hydraulically rough beds. © 2020 The Authors. Sedimentology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of International Association of Sedimentologist