Una foto del viento en acción. Las rayas claras en la playa son concentraciones de arena que se desplazan por la playa húmeda hacia las dunas.
Contenidos
- ¿Cómo se forman las dunas?
- Tipos de dunas
- Dunas artificiales
- Formas comunes de las dunas
- Soplos
- Campos cruzados
- Hierbas y dunas
- Problemas con las dunas excavadas y artificiales
¿Cómo se forman las dunas?
Aunque no son más que un montón de arena arrastrada por el viento, las dunas adoptan una notable gama de tamaños y formas, dependiendo de la cantidad de arena disponible, el tamaño de la arena y las direcciones del viento predominante. Con el tiempo, las dunas pueden crecer, encogerse o moverse en la dirección de los vientos dominantes. Las dunas pueden ser creadas y destruidas por la naturaleza o por el hombre. Las dunas pueden arrollar árboles y edificios, o ser arrastradas por las tormentas.
Figura 1.10. Foto de julio de 1999 de una escarpa de erosión en la duna frontal de la playa de Caswell. En un sistema natural, esta erosión aportaría arena a la playa como parte de la respuesta natural a las tormentas. Pero cuando las casas se interponen, el equilibrio natural de la playa crea serios problemas para las comunidades playeras. Al fondo, en la cubierta de la casa de campo más cercana que ahora está expuesta a la playa, alguien está pescando en la zona de oleaje.
La playa es la única fuente de arena para las dunas costeras, y cada grano de arena de una duna ha pasado por la playa en algún momento de su historia. De hecho, es probable que cada grano haya hecho el viaje muchas veces (Fig. 3.1) porque cuando el viento se invierte y sopla hacia la costa, algunos de los granos vuelven directamente a la playa. Ciertamente, la prominente escarpa (véase la Fig. 1.10), que a menudo se observa en el extremo de la duna después de una tormenta, es una prueba de que las olas han redistribuido la arena de la duna de vuelta a la playa. La arena puede llegar a la orilla tanto de la playa del sonido como de la playa del lado del océano.
La construcción de las dunas se ve favorecida por los vientos costeros característicos. Independientemente de los patrones generales de circulación del viento en la región, los vientos soplarán hacia la costa al menos una parte del tiempo, y si hay vegetación, parte de la arena quedará atrapada para hacer crecer una duna. No sólo la arena se mueve, sino que a veces la energía se transfiere a otros objetos. Una botella de cristal que se deja en la playa se escarcha. Los granos de arena desprenden el brillo y la claridad de la superficie del vidrio.
Figura 3.2. Paja de Spartina (marisma salada) en la playa de la isla de Ocracoke. La línea de paja causó la acumulación de arena y ahora proporcionará nutrientes a las plantas que se siembren aquí.
Las dunas suelen comenzar como montones de arena acumulada a sotavento de los desechos de la playa, como montones de algas (especialmente Sargassum), grupos de paja de marismas saladas y una serie de desechos humanos (redes de pesca, botellas, maderas) (Figs. 3.2 y 3.3). Los residuos de la playa frenan el viento o lo bloquean, haciendo que la arena se acumule en la «sombra» del viento del objeto. Con el tiempo, las semillas de las hierbas de las dunas (especialmente la avena de mar) encuentran su camino hacia los nuevos montones de arena, germinan, brotan y atrapan más arena. La vegetación en descomposición, las algas marinas o la hierba de las marismas que causaron la acumulación de arena al principio, ahora proporcionan nutrientes para ayudar a las nuevas plántulas a sobrevivir. A medida que la planta crece, sigue provocando la acumulación de más y más arena. Si todo va bien y la zona de oleaje se aleja lo suficiente, ¡ha nacido una nueva duna! A medida que estos embriones de duna crecen, la vegetación sigue moviéndose hacia arriba y hacia fuera, manteniendo gran parte de la arena en su sitio.
Tipos de dunas
Figura 3.3. Árboles de Navidad apilados frente a la duna de Holden Beach en marzo de 2002. Este tipo de acciones se llevan a cabo con la esperanza de que los árboles atrapen la arena y construyan la duna, pero en general este enfoque no ha funcionado, y la playa simplemente se llena de árboles muertos.
Comúnmente, la duna que se encuentra en la parte posterior de una playa natural se llama duna de proa, una cresta de arena que se forma con su eje, o cresta, paralela a la línea de costa. Este tipo de duna o cresta de arena en asociación con una playa también se denomina cresta de playa. La vegetación sirve de ancla para los sedimentos arrastrados por el viento y genera un crecimiento continuo de las dunas. Cuando la hierba es eliminada por las tormentas, el fuego, el pisoteo, el sobrepastoreo o simplemente por la llegada de demasiada arena a la playa, las dunas se desestabilizan y pueden empezar a migrar hacia tierra.
Medaños es el término utilizado para describir grandes dunas aisladas que se encuentran en las zonas costeras. Los medaños derivan su nombre de la palabra española para «colina de arena costera», y son un tipo distintivo de duna sin vegetación. Estas colinas de arena altas, empinadas y aisladas tienen enormes volúmenes de arena y su altura oscila entre decenas y varios cientos de metros. Los medaños se forman por los vientos que mueven la arena hacia la cima desde varias direcciones. A pesar de su falta de vegetación, los medaños migran muy lentamente, tal vez debido al número de direcciones de viento diferentes que transportan el viento a las dunas.
Estas dunas no se conocen bien y pueden representar simplemente montones de arena donde hay una cantidad excepcionalmente alta de arena que llega a la playa. Pero, ¿por qué esa gran cantidad de arena llega a la orilla desde la superficie de la playa en un punto concreto? La respuesta al origen de los medanos de los Outer Banks debe estar en la plataforma continental, la fuente última de la arena. Las dunas artificiales se añadieron a la lista de tipos de dunas en el siglo XX, cuando la gente empezó a construir dunas en un intento de mantener la costa en su sitio. Los intentos de mejorar las dunas existentes o de crear nuevas dunas suelen incluir la plantación de hierbas de dunas y/o el uso de «vallas de arena». Las vallas reducen la velocidad del viento y hacen que la arena caiga y se acumule a su sombra. Funcionan con un éxito variable. Un estudio realizado en Nueva Jersey indicó que la función más importante de las vallas de arena era mantener a las personas alejadas de las nuevas dunas, lo que permitía que las plantas de las dunas prosperaran.
Dunas de arena artificiales
La excavación se ha convertido en una forma común de construcción de dunas artificiales, en parte porque el enfoque de la vegetación/valla tarda algún tiempo en atrapar la arena y construir una nueva duna. En muchas playas, las excavadoras se dedican durante todo el año a levantar montones de arena en la parte trasera de la playa. No podemos llamar dunas a estos montones de arena porque carecen de todas las características de las dunas naturales (por ejemplo, arenas bien clasificadas y estratificadas que favorecen el crecimiento de las hierbas estabilizadoras de las dunas). El abuelo de las dunas artificiales fue el antiguo proyecto de construcción de dunas del Cuerpo Civil de Conservación (CCC) en los Outer Banks de Carolina del Norte (EE UU) en la década de 1930. Ese antiguo cordón dunar se rompe a menudo en las tormentas y las nuevas grandes dunas artificiales tapan los agujeros del cordón. Hace tiempo, incluso se utilizaban coches viejos para ayudar a estabilizar las dunas. Irónicamente, la construcción de nuevas dunas probablemente tenga poca influencia en las tasas de erosión. El volumen de arena de las dunas es muy pequeño comparado con el volumen de arena que interviene en la erosión. El retroceso de la línea de costa es en realidad un retroceso de toda la superficie de la orilla, que constituye un gran volumen de arena, muchas veces mayor que los volúmenes de las dunas delanteras. Por lo tanto, en el proceso de erosión, las dunas pueden ser barridas y hacer poco para mantener la línea de costa en su lugar.
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Formas comunes de dunas
Figura 3.4. Un paso de sobrelavado entre dunas naturales bajas en Ocracoke. La avena marina favorece la formación de dunas individuales (en lugar de una línea continua de dunas) separadas por pasos o zonas bajas que permiten el sobrelavado hacia el interior de la isla. Esta penetración de sedimentos es importante, ya que ayuda a la isla a elevarse en respuesta a la subida del nivel del mar.
El tamaño de una duna depende principalmente del suministro de arena: cuanto mayor sea el suministro de la playa, más altas serán las dunas. Las direcciones de los vientos predominantes, la anchura de la playa y el tiempo disponible para construir una duna forman parte de la oferta de arena. Sin embargo, lo más importante es la arena disponible en el mar. Hasta ahora no está claro por qué en algunos lugares llega más arena a la orilla y construye grandes dunas mientras que a 100 metros las dunas son pequeñas y bajas. La mayoría de las dunas tienen huecos ocasionales entre ellas por donde las olas de la tormenta penetran en las islas. Estas aberturas se denominan pasos de sobrelavado (véase la Fig. 3.4) y son muy importantes para la evolución de las islas, especialmente en una época de subida del nivel del mar. Los pasos de lavado permiten la acumulación de arena derivada de las tormentas, lo que eleva las islas (como se explica más adelante). Algunos pasos de lavado son el resultado de cortes artificiales a través de las dunas en los extremos de las carreteras y calles. Incluso los que parecen naturales son a menudo el resultado de que las olas rompan una zona débil (Fig. 3.6) inducida por actividades humanas (por ejemplo, senderos, muescas en la parte trasera para la construcción o para tener una mejor vista del mar). Cuando la foreduna es muy grande no hay brechas de sobrelavado. Los depósitos de sobrelavado en las caras posteriores de las dunas se distinguen fácilmente de las arenas de las dunas por su alto contenido en conchas. Las olas pueden traer las conchas a la orilla, pero los vientos no.
Las dunas
Figura 3.6. Senderos de buggies de playa a través de las dunas al sur de Fort Fisher. Claramente, el tráfico vehicular sin restricciones es perjudicial para la vegetación de las dunas.
Una de las formas en que se erosionan las dunas es mediante el viento que removiliza la arena y la expulsa de la duna, un proceso conocido como deflación. La característica más común de la deflación es el reventón, una depresión en forma de cuenco con un suelo plano que se encuentra por debajo de la elevación de la mayoría de las dunas adyacentes. Los reventones tienen un suelo plano porque la arena es arrastrada por el viento hasta que la superficie de la arena alcanza la parte superior del nivel freático. A este nivel, la arena húmeda se resiste a ser arrastrada por el viento y la superficie se convierte en vegetación. Se puede comprobar este control de la capa freática sobre los procesos eólicos cavando un agujero con las manos en un reventón de Carolina del Norte. A menos de la longitud de un antebrazo por debajo de la superficie, llegarás al agua dulce.
Caída de la arena
Cuanto más rápido sea el viento, mayor será el tamaño de la arena que se puede recoger y mover. Como la velocidad y la dirección del viento cambian todo el tiempo, el aspecto de la superficie de una duna varía en textura, color, tamaño de grano y formas de lecho casi a diario. En la duna, las capas consecutivas de arena arrastrada por el viento se acumulan unas sobre otras y, con el paso del tiempo, las capas forman un tipo único de estratificación llamado lecho cruzado por el viento. Los lechos cruzados, que suelen verse en las escarpas erosionadas junto a la playa, tienen varios conjuntos de capas de arena inclinadas en diferentes ángulos (Fig. 3.7). Cada capa individual indica una superficie anterior de la duna.
La estratificación de las dunas suele estar formada por cientos de capas alternas muy finas de arena de cuarzo, arena de fragmentos de conchas y arena mineral pesada, además de algunas capas que son mezclas de las tres. Las capas negras, algunas de ellas de sólo uno o dos granos de grosor, son los estratos de minerales pesados. Las capas de fragmentos de conchas suelen ser de color marrón. Estas capas se depositaron bajo diferentes condiciones de viento. Tal vez una sola ráfaga de viento pueda formar algunas capas, mientras que otras pueden reflejar las condiciones del viento durante minutos u horas. El aventamiento de los granos ligeros, dejando atrás una capa oscura de minerales pesados, forma algunas capas. La superficie de la duna sobre la que usted camina será algún día una capa expuesta en una escarpa de erosión en la playa. Tal vez incluso queden tus huellas.
Hierbas de dunas y dunas
Figura 3.7. Estratificación cruzada en una duna de Kill Devil Hills. Se aprecian dos orientaciones distintas de la estratificación, con la estratificación superior, casi plana, truncando bruscamente los estratos inferiores. Cada uno de los estratos visibles aquí estuvo alguna vez en la superficie de la duna.
La hierba de las dunas estabiliza la arena en la que crece y la forma en que se extiende la hierba afectará inevitablemente a la forma de la duna. Debido a la naturaleza de agrupación de algunas hierbas, las dunas dominadas por la hierba pueden tener brechas o pasos de sobrelavado. Estos huecos facilitan la penetración de las olas de las tormentas en la isla. En cambio, las dunas dominadas por otros tipos de hierba pueden tener menos huecos. Esto impide o reduce el sobrelavado de la tormenta, excepto en las tormentas más grandes. La penetración de las olas de las tormentas a través de las dunas es importante porque aporta arena de sobrelavado a la isla, aumentando su elevación. El crecimiento vertical a través de la arena acumulada en las dunas es importante para que una isla de barrera evolucione con el aumento del nivel del mar.
Una vez que las hierbas estabilizan la línea de dunas, otras plantas se afianzan, especialmente en el lado más protegido de la duna. Las plantas de las islas y de las playas necesitan distintos grados de protección contra el viento y la niebla salina. Si se forman varios cordones dunares, las cunetas entre ellos se poblarán de arbustos, enredaderas, árboles pequeños y, en última instancia, en la sucesión de plantas, puede crecer un bosque marítimo. En condiciones naturales, los tipos y la densidad de la vegetación son indicadores de la edad y la duración de la estabilidad de las dunas. Las hierbas pueden establecerse en una temporada, pero los arbustos tardan de 10 a 20 años en establecerse, y se necesitan décadas, incluso siglos, para que crezca un bosque marítimo. Cuando se elimina el bosque maduro para su desarrollo, el equilibrio vegetativo se interrumpe. El pastoreo excesivo de ganado y caballos, un problema muy extendido en algunas zonas, elimina ciertas especies de plantas, daña las marismas e impide el crecimiento del sotobosque en los bosques marítimos.
Problemas con las dunas excavadas y artificiales
En muchas playas, es legal, con los permisos adecuados en la mano, excavar las playas para formar «dunas» o al menos para formar montones de arena contra los edificios para la protección contra las tormentas. Las «dunas» excavadas son fáciles de detectar. Estas «dunas» tienen una forma diferente a la de las dunas naturales, y a menudo parecen grandes montones de arena que se han vertido en la playa. Estos montones de arena contienen mucho material de conchas, un componente poco frecuente en la arena de las dunas naturales. Después de unos días en la parte superior de la playa, el viento se lleva la arena más fina de la superficie, lo que hace que se forme una capa de conchas o «shell lag» en la superficie de una duna arrasada. Dado que el viento no puede arrastrar las conchas a las dunas, el retraso de las conchas es un indicador positivo de que la excavadora ha hecho una visita. Las dunas naturales, especialmente las que tienen raíces enredadas en la arena, proporcionan un baluarte sólido (aunque temporal) contra una tormenta menor. Cuando son atacadas por las olas, se forma rápidamente una escarpa o un pequeño farol. Las olas posteriores se reflejan, al menos en parte, en la escarpa, bajando por la playa y chocando con la siguiente ola que llega a la orilla. Sin embargo, poco a poco, la escarpa de la duna se desplaza hacia la tierra bajo el ataque de las olas. Para reforzar y fortalecer las dunas naturales (además del efecto beneficioso de las raíces de las plantas) están las fuerzas electrónicas, o fuerzas de Vanderwaal, entre los granos de arena de tamaño uniforme y el agua entre los granos. En las «dunas» excavadas, que se componen de arena de playa con una amplia gama de tamaños de granos de cuarzo y fragmentos de conchas, ni las raíces ni las fuerzas de Vanderwaal actúan para estabilizar el depósito. En consecuencia, las dunas artificiales se erosionan con mucha más facilidad. La arena arrasada, menos los animales que una vez vivieron allí, vuelve a la playa (normalmente durante la siguiente tormenta) y las dunas se aplanan y son arrastradas tierra adentro.
El arrasamiento de la playa, o raspado de la playa, elimina una fina capa de arena de la zona de barrido interior (normalmente de un pie o menos de grosor) en un intento de fomentar la acumulación de arena adicional. Sin embargo, a menudo se viola el límite legal de un pie de penetración en la playa. La arena raspada se empuja hacia la parte posterior de la playa, normalmente en un cordón de arena bajo. La excavación de arena no es buena para las playas. Por un lado, sacar arena de cualquier parte de la playa es una forma de erosión de la playa, pura y dura. Por otro lado, mata a los organismos de la playa: los cangrejos topo, las almejas coquinas y todos los organismos microscópicos que viven entre los granos de arena. Durante los días siguientes al derribo, las gaviotas tienen una bonanza inesperada: se abalanzan y agarran a los bichos de la playa varados y en apuros que ahora están en lo alto de la duna derribada. El olor de los organismos en descomposición durante el tiempo posterior al derribo también puede proporcionar un ambiente desagradable para los paseantes de la playa. El proceso afecta a toda la cadena alimentaria, incluidas las aves costeras y los peces cercanos a la costa.
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