Artículo Original

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Estudio del relieve a través del drenaje del área delimitada por la hoja cartográfica los palacios a escala 1:50 000

Study of the relief through the drainage of the area defined by the cartographic leaf Los Palacios to scale 1:50 000


RESUMEN

El trabajo se enfoca en la aplicación ajustada de un conjunto de métodos morfométricos para realizar el análisis geomorfológico en la hoja cartográfica Los Palacios (3583-I), al sureste de la Falla Pinar. Dónde se tiene como objetivo estudiar el relieve a través del drenaje proveniente de esta región. El área de estudio abarca 117 Km2 de los cuales el 98,97% pertenecen a llanuras medias que ocupan 115, 8km2.Se realizaron los mapas de isobasitas para los ríos de orden 2 y 3. Las que constituyen curvas que unen puntos de igual nivel de base de erosión y la obtención de estas nos permite realizar un análisis de la evolución del relieve y de los diferentes movimientos tectónicos que han influido en el desarrollo del mismo. Otro método utilizado fue el perfil longitudinal e índice de gradiente de corriente, SL, para los dos ríos principales del área de estudio “Santo Domingo” y “Manso”. Él que determino las características morfométricas de los cauces fluviales. A través de este es posible establecer las pendientes y sus rupturas, además de las interpretaciones geométricas en base a factores como la litología y la tectónica. Finalmente quedo validada la metodología utilizada para establecer la influencia de la tectónica y la litología en territorios con características semejantes a estas.

Palabras clave: 

geomorfología; morfometría; neotectónica; análisis estructural.

ABSTRACT

The work focuses on the tight application of a set of morphometric methods to perform the geomorphological analysis on the Los Palacios map sheet (3583-I), southeast of the Pinar Fault. Where it aims to study the relief through drainage from this region. The study area covers 117 km2 of which 98.97% belong to medium plains that occupy 115, 8km2. Isobasite maps were made for rivers of order 2 and 3. Those that constitute curves that join points of equal level Erosion base and obtaining them allows us to perform an analysis of the evolution of the relief and the different tectonic movements that have influenced its development. Another method used was the longitudinal profile and current gradient index, SL, for the two main rivers of the "Santo Domingo" and "Manso" study area. He who determined the morphometric characteristics of river channels. Through this it is possible to establish the slopes and their ruptures, in addition to geometric interpretations based on factors such as lithology and tectonics. Finally, the methodology used to establish the influence of tectonics and lithology in territories with similar characteristics is validated.

Keywords: 

geomorphology; morphometry; neotectonics; structural analysis.


La Geomorfología alcanza sus objetivos en el momento de cuantificar los hechos geomorfológicos, mediante la confección de esquemas geólogo-geomorfológico los cuales son un medio fundamental para la cuantificación, descripción precisa y dinámica de aquellos procesos y mecanismos que han modelado y modelan las formas del relieve terrestre.

Los métodos morfométricos, son aquellos utilizados en la obtención de las medidas de las formas de la superficie terrestre. Los cuales son empleados muy frecuentemente durante las investigaciones geomorfológicas y especialmente como métodos más exactos en el análisis estructural-geomorfológico en el estudio de los movimientos novísimos de la corteza terrestre.

La falla Pinar constituye uno de los rasgos morfoestructurales y geodinámicos más relevantes dentro del distrito geográfico pinareño, con una extensión de 160 km, una dirección suroeste-noreste, separando la parte sur de la Cordillera de Guaniguanico de la depresión de Los Palacios, con 3 km aproximadamente de desplazamiento vertical (Pszczolkowski et al., 1987) y un buzamiento subvertical hacia el S (70º a 80º), llegando a cortar la corteza continental según Fernández de Lara y Fajardo (2002).

En la actualidad, la creación de modelos digitales de elevación (MDE) permite la caracterización cuantitativa del relieve (Burrough y McDonnell, 1998; Wilson y Gallant, 2000) y reconocer el efecto tectónico en su evolución, especialmente en zonas tectónicas muy activas (Delcaillau, 2001; Scott y Pinter, 2003; Molin et al., 2004; Ganas et al., 2005). En las regiones llanas resulta difícil la detección de evidencias de deformaciones neotectónicas en su relieve, por lo que resulta necesario utilizar un enfoque complejo. En este sentido, el análisis morfotéctonico permite identificar formas del relieve controladas por los movimientos neotectónicos, cuando las velocidades de deformación son relativamente altas (Ruszkiczay-Rüdiger et al., 2009).

Este trabajo profundiza en el estudio geólogo-geomorfológico, de un sector del municipio Los Palacios, en Pinar del Río con el empleo de técnicas automatizadas. El área de estudio se encuentra al sureste de la Falla Pinar, por lo que en la misma no existe gran actividad tectónica como ocurre al norte de la Falla Pinar (Socas, 2002).

El insuficiente conocimiento sobre las características geomorfológicas de la hoja cartográfica Los Palacios, escala 1:50 000, constituye el problema de esta investigación. Formulando como hipótesis lo siguiente: La aplicación de métodos morfométricos puede determinar la influencia de la litología y la tectónica sobre el área de estudio. Nuestro objeto de estudio es: Las características geomorfológicas de la zona correspondiente a la hoja cartográfica Los Palacios, escala 1:50 000. Por consiguiente, el objetivo general de la investigación es: Determinar las características geomorfológicas de la hoja cartográfica Los Palacios, escala 1:50 000. Los objetivos específicos son:

  1. Identificar tipo y variaciones en la red de drenaje.

  2. Realizar el análisis estructural del área.

Los métodos empleados permiten interpretar la tendencia de la actividad morfotectónica dentro de las cuencas de drenaje y delimitar estructuras deformadas y sujetas a movimientos neotectónicos.

El área de estudio se ubica en la región suroriental del municipio Los Palacios en Pinar del Río (Figura 1), la cual abarca 117km2 de superficie y está comprendida en la hoja cartográfica Los Palacios (3583-I). Las formaciones que la conforman van desde el Oligoceno Superior - Holoceno, representadas por depósitos terrígenos y carbonatados principalmente.

Figura 1. 

Mapa de ubicación geográfica del área de estudio

Para el análisis neotectónico y estructuro-geomorfológico se aplicaron los métodos siguientes: a) análisis de las estructuras subyacentes de isobasitas de 2do y 3er orden; b) estudio morfológico del drenaje y c) análisis del perfil longitudinal e índice de gradiente de corriente, SL. En donde la base de datos de partida y nuestros principales materiales está constituida por la siguiente información:

  • Modelo Digital del Terreno del área de estudio a escala 1: 25 000.

  • Mapa geológico de Los Palacios a escala 1:50000.

  • Red de drenaje extraída de forma manual y por métodos automáticos a partir de las hojas topográficas 1: 50 000 y Modelo de Digital del Terreno.

Las isobasitas son curvas que unen puntos de igual nivel de base de erosión (an effective lower limit to erosional processes) de los ríos (Jain, V.E., 1973). Mediante esta interpretación se identificaron superficies erosionadas formadas por eventos tectónicos y erosivos recientes (Golts y Rosenthal, 1993; Cox, 1994). Este método es simple pero muy efectivo, pues revela estructuras que no se manifiestan en superficie y no son reveladas por el MDT.

Para la realización de este análisis se extrajeron de la red de drenaje los ríos del orden a analizar y se interceptaron con el mapa de curvas de nivel. “Intercept” fue la herramienta utilizada para extraer los valores de la intercepción y el método de inverso de la distancia (IDW) fue el algoritmo de interpolación empleado para la obtención de estos mapas.

La red de drenaje constituye el sistema natural de más rápida respuesta ante los cambios que se producen sobre la superficie. Está es utilizada en el esclarecimiento de las características geológicas de una región y de su análisis podemos determinar litología, estructuras y líneas de debilidad tectónica.

Existen varios métodos de clasificación o categorización del drenaje (Horton,1945; Strahler, 1957; Leopold et al., 1964; Shreve, 1967; Scheidegger, 1970 en: de Pedraza, 1996); en esta investigación las secuencias extraídas se organizaron jerárquicamente utilizando el orden de Strahler (1957), según el cual una corriente de primer orden es aquella que no tiene ningún tributario, la unión de dos corrientes de primer orden forman una corriente de orden dos, la unión de dos corrientes de orden dos forman una corriente de orden tres y así hasta alcanzar n orden de la red de drenaje.

Los estudios del drenaje se basaron principalmente en la determinación del patrón de drenaje, teniendo en cuenta la distribución de este en el área de estudio. Se realizó el procesamiento de las principales variaciones en la orientación de los ríos presentes en la zona.

El perfil longitudinal, constituye una representación de las características morfométricas de los cauces fluviales. A través de este es posible establecer las pendientes y sus rupturas, además de interpretaciones geométricas en base a factores como la litología y la estructura. Este método se basa en la susceptibilidad de las corrientes superficiales a los cambios o deformaciones que se producen en el relieve.

La tendencia de toda corriente es alcanzar su perfil de equilibrio en el cual, según (Leopold & Bull, 1979), las características del cauce se ajustarán de forma tal que la corriente posea la fuerza y la eficiencia necesaria para transportar la carga sedimentaria proveniente de la cuenca de drenaje sin erosión ni acumulación de sedimentos en el cauce. Desviaciones de la forma típica del perfil longitudinal del río, como puntos de inflexión entre otros, indican un estado de desequilibrio resultante ya sea de la litología del área o perturbaciones tectónicas.

Para llevar a cabo el estudio del perfil, fue utilizado el método del índice de gradiente, SL.En donde la evolución del relieve es resultado de la acción combinada de los procesos erosionales y las fuerzas que levantan el terreno; cuando ambos alcanzan una posición de equilibrio dinámico el perfil longitudinal de los ríos muestra forma cóncava (Schumm S. , 1956). Las desviaciones en el perfil, pueden estar provocadas por factores litológicos o tectónicos que causen modificaciones en el estado de equilibrio entre los procesos mencionados anteriormente.

El índice de gradiente de corriente, SL, fue propuesto por (Hack, 1956), para discutir la influencia de diferentes variables sobre el perfil longitudinal de los ríos y verificar las condiciones de equilibrio de los mismos; matemáticamente se define como :

SL

- Índice de gradiente de la corriente.

HL

- gradiente de la corriente en cada sección del tramo.

L c

- longitud desde la divisoria de las aguas hasta el centro de la sección investigada.

Este índice es sensible a los cambios en la pendiente del terreno, lo que permite evaluar la resistencia de las rocas y la actividad tectónica presente. En áreas de tectónica activa este índice muestra valores anormalmente altos, en especial donde los valores de resistencia de las rocas son similares, debido a que los cauces muestran un tiempo de retraso para ajustarse a los cambios tectónicos.

El principal resultado obtenido a partir de las técnicas y métodos utilizados, está dado por el papel que juegan la tectónica y la litología en la conformación del relieve actual del territorio, en el cual predomina el papel de la litología sobre la tectónica. Esto demuestra la valides de la aplicación de los mismos en este tipo de estudio y su aplicabilidad en otras áreas del territorio nacional donde se desarrollen ambos procesos.

Las isobasitas marcan la superficie básica de erosión de los ríos de un determinado orden, es decir marcará el plano inclinado que delimita el fondo de los valles de los ríos de dicho orden (Jain, V.E., 1973).

La confección de estos mapas de isobasitas es de gran utilidad en los estudios tectónicos y neotectónicos, además, sirve para estimar la evaluación de la intensidad de la erosión en el tiempo; con el fin de analizar estos aspectos se obtuvieron los mapas de segundo y tercer orden y para darle el orden correspondiente a cada río se utilizó la clasificación según Strahler (1975). En la Figura 2 y 3 los mayores valores de isobasitas de orden 2 y 3 corresponden a la porción NW del mapa, la cual corresponde a las zonas más elevada del relieve, en donde pudiesen estar las principales estructuras geomorfológicas del área, y además es la que presenta mayor resistencia a la erosión provocada por los ríos del orden correspondiente a cada mapa de isobases. La zona sur del mapa corresponde a la zona llana del área, la cual posee los valores más bajo del relieve como su coloración indica, en donde se encuentra mucho material joven del relieve.

Figura 2. 

Mapa de isobasitas de 2do orden