Aportaciones al estudio de la geología reciente del margen continental de la Península Antártica

Transcripción

1 Aportaciones al estudio de la geología reciente del margen continental de la Península Antártica Marga García (1), John B. Anderson (2), Gemma Ercilla (1) y Belén Alonso (1) Grupo de Geología Marina Departamento de Geología Marina y Oceanografía Física Instituto de Ciencias del Mar, CMIMA-CSIC Barcelona Department of Earth Sciences, Rice University Houston (Texas) VII Simposio Español de Estudios Polares Granada, Septiembre 2006

2 Grupo de Geología Marina ICM Colaboración con el Department of Earth Sciences, Rice University. Houston (TX) (Dr. John B. Anderson) Sistemas sedimentarios en el Mar de Ross B.I.O. Hespérides Campañas en la Península Antártica (Bransfield, Palmer) GEBRA 93 GEBRAP 96 MAGIA 99 Bahía Sur 2003 Cooperación con instituciones: Universidad de Barcelona Universidad de Gent Universidad de la Sapienza (Roma) US Geological Survey MAGIA Project ANT Arquitectura, estratigrafía y sedimentología de márgenes y cuencas al Norte de la Península Antártica: Procesos sedimentarios de origen glacial y marino y reconstrucción paleoambiental en el Cuaternario

3 Indice 1. INTRODUCCIÓN: POR QUÉ Y CÓMO ESTUDIAMOS LA ANTÁRTIDA 2. PROCESOS SEDIMENTARIOS EN AMBIENTES GLACIALES 3. NUESTRO ESTUDIO: LA CUENCA CENTRAL DE BRANSFIELD Morfología Estratigrafía sísmica Distribución de las secuencias y unidades Conclusiones y cuestiones a resolver

4 POR QUÉ ESTUDIAMOS LA GEOLOGÍA MARINA EN LA ANTÁRTIDA Procesos geológicos de altas latitudes Interacción de procesos geológicos terrestres, marinos y glaciales Importancia global para estudios de cambio climático y de nivel del mar Por qué la Península Antártica??? Alta sensibilidad a los cambios climáticos Cuenca de Bransfield: Cuenca joven (interacción entre tectónica y procesos sedimentarios) Mapa de gravedad (

5 Fisiografía Arquitectura sedimentaria Morfología Sistemas sedimentarios Geología Reciente Factores de control Estratigrafía sísmica Procesos sedimentarios Aproximación: Multidisciplinar Multi-escala

6 Métodos Técnicas Acústicas: Métodos indirectos Técnicas de muestreo: Métodos directos B.I.O. Hespérides

7 Métodos Técnicas Acústicas: Métodos indirectos Batimetrías Multihaz Sísmica de muy alta resolución (TOPAS) Sísmica Alta Resolución

8 Métodos Técnicas de muestreo: Métodos directos TG3 TG2 TG4 TG29 Análisis sedimentológicos

9 Métodos TG3 TG2 TG4 TG29 Propiedades físicas (estudios geotécnicos) Core Depth (cm) B. Density (gr/cm 3 ) Max. P.Stress σ vm (Kpa) V.Eff.Estress σ v (Kpa) OCR σ e TG TG TG TG TG

10 Procesos sedimentarios a lo largo de un ciclo glacial Nivel del mar Tiempo Avance del hielo Retroceso del hielo e Interglacial Nuevo avance del hielo

11 Procesos sedimentarios en Ambientes Glaciales Avance del hielo Tiempo Nivel del mar Erosión en la plataforma (especialmente en surcos glaciales: canalización de flujos de hielo de alta velocidad) Formación de diamicton glacial en la base de la capa de hielo y por caída desde la capa de hielo: aumento de la velocidad del flujo Depósito de cuñas de zona de anclaje Depósito de cuñas progradantes. Preferentemente en la desembocadura de surcos glaciales Erosión de túneles Erosión de cárcavas

12 Procesos sedimentarios en Ambientes Glaciales Cuñas progradantes Diamicton glacial

13 Procesos sedimentarios en Ambientes Glaciales Lineaciones glaciales Cuñas de zona de anclaje Surcos glaciales Túneles glaciales

14 Procesos sedimentarios en Ambientes Glaciales Retroceso del hielo e Interglacial Tiempo Nivel del mar Depósito de sedimento glaciomarino Sedimentación desde la capa de hielo en retroceso Sedimentación desde icebergs desprendidos de la capa de hielo (calving) Sedimentación marina Inestabilidades sedimentarias (reajustes isostáticos tras la retirada del hielo, tectónica)

15 Procesos sedimentarios en Ambientes Glaciales Deslizamientos Depósitos glaciomarinos estratificados

16 Procesos sedimentarios en Ambientes Glaciales Nuevo avance del hielo Tiempo Nivel del mar Erosión de los depósitos previos Depósito de diamicton glacial en la base de la capa de hielo Depósito de cuñas de zona de anclaje Depósito de cuñas progradantes Erosión de túneles Erosión de cárcavas sucesión de ciclos glaciales: erosión + depósitos

17 Variabilidad de los sistemas deposicionales marco morfológico marco tectónico marco oceanográfico dimensiones de la plataforma de hielo

18 Cuenca Central de Bransfield Antártida Islas South Shetland Cuenca de Bransfield Península Antártica Península Antártica Mapas batimétricos obtenidos del Marine Geoscience Data Management System (

19 La Cuenca Central de Bransfield Fisiografía

20 La Cuenca Central de Bransfield Morfología Rasgos morfológicos Glaciales Glaciomarinos No glaciales Reconstrucción de los rasgos morfológicos durante el último ciclo glacial

21 La Cuenca Central de Bransfield Estratigrafía sísmica WSW ENE 500 ms 50 km Secuencia Superior Secuencia Inferior Nueve unidades sísmicas limitadas por superficies erosivas, agrupadas en dos Secuencias Sísmicas (Inferior y Superior) Distribución: plataformas de talud y borde de talud Basamento: reflexiones muy deformadas o respuesta acústica opaca

22 La Cuenca Central de Bransfield SSE NNW 500 ms 10 km SS SI Plataforma Occidental SW NE 500 ms 10 km SS SI Plataforma Oriental

23 La Cuenca Central de Bransfield Distribución de los depósitos y rasgos erosivos Interpretación dentro del ciclo glacial Cada unidad sísmica corresponde a un ciclo glacial completo (avance hasta el borde del talud, retroceso e interglacial) Sólo se registran los ciclos en los que el hielo llegó hasta el borde de talud Ciclos de menor amplitud pueden quedar enmascarados dentro de los ciclos mayores SS SI Importantes diferencias entre SS y SI en cuanto a los tipos y localización de los depósitos y en cuanto al nivel de progradación

24 La Cuenca Central de Bransfield Evolución sedimentaria: cómo se ha rellenado la CCB Distribución Secuencia Inferior Parte más distal de Plataformas de talud Secuencia Superior Plataformas de talud hasta cuenca Depocentros Plataforma de Talud Occidental Plataforma de Talud Oriental Límite entre WP y EP

25 La Cuenca Central de Bransfield Distribución de unidades dentro de la Secuencia Superior Diferencias en la localización de los depósitos

26 La Cuenca Central de Bransfield

27 La Cuenca Central de Bransfield

28 La Cuenca Central de Bransfield

29 La Cuenca Central de Bransfield

30 La Cuenca Central de Bransfield Algunas conclusiones preliminares Patrón de evolución reciente de la CBB en relación con los ciclos glaciales El relleno sedimentario de la CBB está relacionado mayoritariamente con procesos sedimentarios glaciales El sedimento procede de la erosión de la plataforma durante sucesivos avances del hielo Secuencia Inferior: progradación del talud Secuencia Superior: progradación del talud + relleno de la Plataforma Occidental Control de los procesos sedimentarios Paleo-topografía: Localización de los surcos glaciales Depósitos progresivamente más distales: progradación del talud Régimen climático: Dirección de los flujos de hielo y de la capa de hielo Subsidencia, tectónica

31 La Cuenca Central de Bransfield Cuestiones a resolver Cronoestratigrafía Las dos secuencias se interpretan como glaciales, desarrolladas tras la apertura de la cuenca. La apertura de la se ha datado en 3.3 Ma (Galindo-Zaldívar et al., 2004) Límite entre Secuencia Inferior y Secuencia Superior posiblemente relacionado con cambios en la ciclicidad glacial: Pleistoceno Medio (???) Influencia de la tectónica y la subsidencia en el patrón de evolución de la CBB

32 Acciones próximas en colaboración en proyectos internacionales Shalldrill Rice University, Houston (TX) Sondeos someros en la Cuenca de Bransfield para establecer cronoestratigrafía MITRE (Estratigrafía del margen continental de la Península de Mitre, Patagonia Argentina) Correlación sedimentaria del régimen glacial de la península Antártica con un margen subglacial gracias por su atención