Geología del sector de entrada al estuario de Bahía Blanca y morfodinámica de grandes dunas submareales

Abstract

Los estuarios son uno de los ambientes costeros más importantes que se desarrollan a lo largo del litoral Argentino. Cada uno de ellos adquiere particularidades dinámicas y geológicas diferentes. Particularmente, la configuración morfológica del estuario de Bahía Blanca, ubicado al sur de la provincia de Buenos Aires, es el resultado de los procesos hidrológicos y sedimentarios vinculados a las variaciones cuaternarias del nivel del mar. El presente trabajo de tesis se desarrolló en el sector de entrada al canal Principal del estuario, vía de acceso a los importantes puertos de la región. El objetivo de este estudio es profundizar el conocimiento geológico-estratigráfico, geomorfológico y dinámico del sector. Para el análisis morfológico y sedimentológico del fondo se utilizó un sistema batimétrico de alta precisión y muestreo de fondo, respectivamente. Las condiciones hidrodinámicas se analizaron a partir de datos obtenidos con ADCP, mientras que el subfondo marino se estudió con un perfilador sísmico de alta resolución. El análisis de los datos morfosedimentológicos permitió definir cuatro tipos de fondo. Sobre el veril norte el lecho es rocoso, constituido por terrazas y desniveles, pasando, hacia el sur, a un fondo plano con escasa cubierta sedimentaria. En las máximas profundidades del canal se desarrolla un amplio sector con grandes dunas submareales. Sobre el veril sur del canal Principal y sureste del campo de dunas, el fondo es arenoso plano, carente de formas. El análisis sismoestratigráfico permitió reconocer cuatro secuencias sísmicas, las que fueron correlacionadas litológicamente con perforaciones profundas preexistentes. Las secuencias S1 y S2 constituyen el basamento acústico, conformado por sedimentos arcillo limosos y limo areno arcillosos cementados y correlacionables a la Formación Arroyo Chasicó-Formación Pampiano (Mioceno tardío-Pleistoceno). Hacia arriba, se determinó la secuencia S3, cuya configuración sísmica indica un origen fluvial. La columna estratigráfica se completa con la secuencia S4, compuesta por materiales arenosos, los cuales forman las dunas submareales estudiadas. El presente trabajo de Tesis incluyó, como parte relevante de la investigación, un análisis detallado de la morfología de las dunas, de su variabilidad temporal y tasa de migración, en función del tipo de geoforma. El campo se compone de grandes dunas que muestran dos configuraciones morfológicas, diferenciadas en dunas sinuosas y barjanes. Las dunas estudiadas son las más grandes del estuario, con alturas y longitudes de onda superior a 5 m y 130 m, respectivamente. Las crestas de las grandes se disponen, en general, perpendiculares al eje del canal. A partir del análisis geométrico de sus parámetros, las dunas muestran una correlación positiva débil entre la altura y su longitud de onda, como también entre la altura de la duna y la profundidad del agua. Por otro lado, las mediciones de las corrientes indican que la velocidad de reflujo (140 cm/s) es superior a la de flujo (120 cm/s) y se producen en el centro del canal, donde se desarrollan las mayores formas tipo barján. Mediante las mediciones realizadas se estableció una velocidad media de migración de las dunas de 43 m/año, hacia el exterior del estuario.

Estuaries are one of the most important coastal environments along the Argentine coast. They are characterized by different dynamic and geological features. Particularly, Bahía Blanca estuary, which is located in the south of Buenos Aires province, Argentina, has a morphological configuration that arises from hydrological and sedimentary processes related to quaternary variations in sea level. This Ph. D. Thesis was carried out in the entry area to the Principal Channel of Bahía Blanca estuary, the major path to the principal ports in the region. The purpose of this Thesis was to further deepen our knowledge on the stratigraphic geology, geomorphology and dynamics of this estuary. To this end, bottom sampling was carried out for the sedimentological analysis and a high precision bathymetric system was used for the morphological analysis of the study area. The hydrodynamic conditions were analyzed from data obtained with ADCP and the marine sub-bottom was studied using high-resolution seismic profiling. Our analysis of morphosedimentological data showed four bottom types. On the northern flank of the channel, the bottom, which is predominantly rocky, was found to be modeled in terraces and escarpment levels, and towards the south, it could be observed that it becomes flat with scarce sedimentary cover. A large area with large subtidal dunes was observed to be located at the maximum depths of the channel. On the southern flank of the Principal Channel and southeastern sector of the dune field, the bottom was found to be sandy and with no shapes. Our seismic-stratigraphic analysis showed four seismic sequences which were lithologically correlated with deep pre-existing drillings. Sequences S1 and S2 form the acoustic basement composed of clayey silt and cemented silty clay sediments correlated with the Arroyo Chasicó and Pampiano Formations (late Miocene-Pleistocene). Sequence S3 formed above S2 and showed a seismic configuration indicative of fluvial origin. The stratigraphic column was observed to be completed with sequence S4 which is composed of sandy materials shaping the subtidal dunes studied. A major issue in this Thesis was a detailed analysis of dune morphology, their time variability and migration rate, depending on the geoform type. The dune field was observed to be composed of large dunes showing two morphological configurations, both differentiated into sinuous and barchan dunes. The dunes studied were observed to be the largest in the estuary, with heights and wavelengths higher than 5 m and 130 m, respectively. Their crests were observed to be, in general, perpendicular to the channel axis. Our geometric analysis of dune parameters revealed that dunes show a weak positive correlation not only between dune height and wavelength but also between dune height and water depth. Our current measurements indicated that ebb current velocity (140 cm/s) is higher than flood current velocity (120 cm/s) and that both occur at the center of the channel where barjan dunes are formed. The current measurements carried out in the study area determined an average dune migration velocity equivalent to 43 m/year towards the outer part of the estuary.