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República de Colombia Ministerio del Medio Ambiente Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales VARIACIONES CUATERNARIAS DEL NIVEL DEL MAR Y SUS IMPLICACIONES EN LAS AMENAZAS LITORALES DEL CARIBE COLOMBIANO Por: Néstor J. Martínez A. y Kim Robertson D. Documento enviado al 1er Seminario Nacional sobre Manejo Integrado de Zonas Costeras Cartagena, 19-21 de Noviembre de 1997 Bogotá, Noviembre de 1997 VARIACIONES CUATERNARIAS DEL NIVEL DEL MAR Y SUS IMPLICACIONES EN LAS AMENAZAS LITORALES DEL CARIBE COLOMBIANO Por: Néstor Javier Martínez A. (1) y Kim Robertson D. (2) RESUMEN El estudio de las geoformas litorales y depósitos sedimentarios asociados permitió identificar antiguos niveles del mar durante el Cuaternario en el Litoral Caribe, los cuales pueden considerarse como buenos indicadores de áreas susceptibles de inundación en la costa norte de Colombia. Esta evaluación fue realizada dentro del Proyecto Morfodinámica del Litoral Caribe, adelantado en forma conjunta por el IDEAM y la Universidad Nacional. El área de estudio comprende la zona litoral del caribe central de Colombia, entre el delta del Sinú y la Isla de Barú, mediante técnicas de fotointerpretación, análisis de imágenes de satélite Landsat y trabajo de campo, además de la información básica disponible. Las evidencias más claras corresponden a antiguos cordones litorales y playas subrecientes en el Golfo de Morrosquillo y el delta del Sinú, formados durante un nivel del mar 2 metros (en promedio) por encima del nivel actual. En la misma zona se encuentran arrecifes coralinos y conchales subaéreos correspondientes al mismo nivel del mar y datados entre 2460 A.P. y 2700 A.P. Este nivel también coincide con terrazas marinas y acantilados cortados en rocas terciarias en el área del Golfo de Morrosquillo y la Isla de Barú. Al mismo tiempo, otro nivel del mar más alto se deduce a partir de una superficie de aplanamiento de carácter regional situada entre los 50 y 80 metros de altura. Esta superficie trunca las rocas plegadas del Terciario Medio y coincide topográficamente con los paleo-arrecifes de la Formación La Popa, que datan del Pleistoceno Inferior. Dada la tendencia actual de ascenso del nivel del mar a nivel mundial, las evidencias de un nivel de mar subreciente a lo largo de la costa servirían como una buena guía para estimar el área potencialmente inundable en el futuro próximo. Esta interpretación sugeriría la afectación de amplias zonas bajas del Golfo de Morrosquillo, pero poca incidencia en las zonas de colinas costeras y el delta reciente del Sinú. (1) Geólogo, IDEAM, Subdirección de Geomorfología y Suelos. Tel. 6356049, Fax 6356130, Santafé de Bogotá. (2) Profesor Asociado, Depto de Geografía, Universidad Nacional de Colombia. Tel. 3165000 Ext 16356, Santafé de Bogotá. INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 1. INTRODUCCION El conocimiento de la dinámica litoral actual y reciente es una herramienta valiosa en la predicción de riesgos y amenazas naturales en zonas costeras. Una de las mayores preocupaciones se relaciona con el ascenso del nivel mar, estimado en hasta 80 cm para el año 2030 (IPCC, 1994). La identificación de áreas potencialmente inundables ante el eventual aumento del nivel del mar puede ser realizada mediante el uso de indicadores geomorfológicos y sedimentológicos. Las geoformas litorales y las acumulaciones sedimentarias dejadas por las variaciones del nivel del mar en la costa caribe en el pasado reciente son buenos indicadores para delimitar las áreas de probable invasión marina en el futuro próximo. Esta evaluación se realizó dentro del programa de Morfodinámica del Litoral Caribe el cual se adelanta actualmente en forma conjunta por el IDEAM y la Universidad Nacional. Otros aspectos relacionados con la dinámica litoral actual y reciente, tales como la delimitación cartográfica y la población afectada, hacen parte de esta investigación y serán objeto de informe posterior. El área analizada comprende la zona litoral desde el Delta de Tinajones al sur, hasta la Isla de Barú al norte, región dominada por un paisaje de colinas bajas, deltas y playas (Fig. 1). Metodológicamente se hizo uso intensivo de imágenes de satélite Landsat y fotografías aéreas y se complementó con información secundaria y control de campo. Estudios de la evolución deltáica del río Sinú han sido adelantados por el CIAF (1985), Robertson (1987), Aguirre (1994) y Robertson y Chaparro (en prensa), en los que identifican la dinámica reciente del río Sinú y su delta. La dinámica marina es reconocida por Molina et al. (1994) en el área del Golfo de Morrosquillo, en tanto que Burel y Vernette (1981) y Page (1982) encuentran evidencias de cambios del nivel del mar durante el Cuaternario en el área de Cartagena y la región del Sinú respectivamente. La zona litoral en estudio está enmarcada geológicamente por rocas sedimentarias de edad Terciaria que conforman la Serranía de San Jacinto, cuyas estribaciones alcanzan la costa en los alrededores de Coveñas y la zona situada al sur de la Bahía de Barbacoas (Fig. 1). Una secuencia de rocas calcáreas mas jóvenes cubre la unidad mencionada, la cual de acuerdo con Angel et al. (1985) consta de dos niveles: el inferior, denominado Unidad Detrítica de La Popa, de edad Plioceno Superior a Pleistoceno Inferior y que constituye parte de la Isla de Barú y las colinas circundantes de Cartagena y Turbaco; la superior, la Caliza Arrecifal de La Popa, se distribuye en forma de parches por la región de Turbaco, Cartagena, Barú y otras áreas menores, preferencialmente conformando los cerros más altos. INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 1 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 2. OBSERVACIONES Y EVIDENCIAS 2.1. Costa Reciente y Subreciente En la zona deltáica del río Sinú (Fig. 2) se hallan terrazas marinas, en los sectores de San Bernardo del Viento y la Doctrina, constituidas por antiguos cordones litorales (CIAF, 1985) (unidad Mc2). Cerca de estas terrazas fueron reportados corales muertos en posición de crecimiento, datados en 2450±30 años A.P. (Aguirre, 1994), los cuales se sitúan próximos a la Ciénaga de Soledad (Mm1), dentro del complejo de Bahía Cispata. La posición de estos corales, 2 metros sobre el nivel del mar, sugiere un nivel del mar similar al de los cordones litorales y antiguas playas de San Bernardo del Viento. Capas orgánicas intercaladas en estos depósitos de playa también fueron fechadas por 14C en 2650±30 A.P. (Aguirre, 1994). Dos líneas de playa son identificadas sobre imágenes de satélite y aerofotografías en el Golfo de Morrosquillo (Fig. 3), una actual (Mc1) y otra subreciente (Mc2). Asociadas con estas secuencias de barras de playa se hallan marismas de mangle actuales (Mm1) y subactuales (Mm2) respectivamente. Ejemplos claros de esta asociación de geoformas son observados cerca a Coveñas (playa de Coveñas y Ciénaga de La Caimanera) y la Ciénaga de Pita, al norte de Tolú. Terrazas marinas de 2 a 3 metros de altura, constituidas por corales muertos, fragmentos de coral y material calcáreo, se reconocieron en Coveñas y al norte de Berrugas, también dentro del golfo. Una secuencia conformada por playas y marismas de mangle actuales y barras de playa subrecientes recostadas sobre un paleoacantilado de 20 m. de altura se localiza en el sector de Rincón, al norte de Tolú. Este acantilado se caracteriza por un talud suavizado de 30°, cortado en las rocas terciarias y orientado en forma paralela a la costa actual. El acantilado puede seguirse desde punta San Bernardo en el extremo norte del Golfo de Morrosquillo hasta el norte de Rincón (Fig. 3, Sc1) y a su vez forma el límite de una superficie plana a disectada que se extiende hasta San Onofre. Mas al norte, terrazas marinas de 2 a 3 metros de altura, labradas en rocas calcáreas, pueden seguirse por importantes sectores de Isla Barú. Nichos cortados por un nivel de mar similar se pueden observar en los acantilados calcáreos en el mismo sector. Tanto en Barú como en terrazas equivalentes en Tierrabomba, han reportado conchales asociados a este nivel, datados como 2850 ±150 años A.P. (Burel y Vernette, 1981). 2.2. Paleogeografía del Mar Cuaternario Una superficie de aplanamiento de carácter regional situada entre 50 y 80 metros de altura sobre el nivel del mar se extiende cerca a la línea de costa de hoy y corta rocas terciarias localmente muy deformadas como en Arjona (Fig. 4, Ss2). Superficies planas residuales (Ss2) y disectadas (Sc1) similares se presentan en San Onofre (Fig. 3) y en las INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 3 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 partes planas altas próximas a Lorica (Ss2, Fig. 2), observadas frecuentemente en forma de paisajes de colinas a nivel. Sobre estas superficies, topográficamente hablando, se encuentran restos de colinas no aplanadas (unidad Sc2) en los cuales se encuentran arrecifes fósiles de la Formación Caliza Arrecifal de La Popa, en los alrededores de Arjona, Turbaco y Cartagena. Localmente esta morfología puede corresponder a elementos rocosos residuales no alcanzados por el proceso de aplanamiento, como en el sector de San Onofre, presentado algunos de ellos características de antiguos acantilados. 3. INTERPRETACION 3.1. Nivel del Reciente Mar 3.1.1. Sector del Sinú La antigua línea de costa en la que se formaron las secuencias de cordones litorales de San Bernardo del Viento evidencia una posición del mar que alcanzaba el sector de la Doctrina, a 18 km. de la costa actual. Esta línea de costa correspondía a un nivel del mar 2 a 3 metros por encima del actual y posiblemente alcanzaba a afectar el valle inferior del Sinú. Los depósitos de cordones fueron probablemente formados durante un período de progradación deltáica del río Sinú, el cual proporcionaba la arena necesaria para construirlos. Este nivel del mar elevado producía un nivel de base mas alto para el río, el cual probablemente formaba un delta interior en el complejo cenagoso de Lorica. Corales desarrollados hace 2450±30 y situados 8 km al NE de la Doctrina, permiten deducir condiciones de mar abierto y de aguas limpias para ese mismo período. Por estas características se puede inferir que el río Sinú desembocaba mas al SW y que en esa costa predominaban las corrientes marinas de dirección SW, como ocurre actualmente, las cuales arrastraban el poco material en suspensión que escapaba del delta interno de Lorica. 3.1.2. Sector del Golfo de Morrosquillo y Rincón La baja disponibilidad de sedimentos en el golfo ha determinado una historia reciente distinta para este litoral. En efecto, el estrecho nivel de cordones subrecientes y las terrazas de 2 metros de altura en promedio, compuestas por corales muertos y fragmentos arrecifales evidencian una actividad biológica alta y bajo aporte de sedimentos durante el último ascenso del nivel del mar, en una situación similar a la actual. Estos cordones de playa señalan el límite del mar durante el Holoceno Superior, quedando zonas cenagosas como La Caimanera y Pita, relictos de los manglares que funcionaron durante ese período. INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 6 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 En las zonas de colinas litorales las líneas de cordones subrecientes que marcan la posición de la antigua playa se encuentran recubiertos por sedimentos coluviales provenientes de las colinas. En cambio, el paleoacantilado situado al respaldo de estas se constituye en la forma más evidente del máximo alcance de las aguas en zonas como Rincón, Coveñas y Maya. 3.1.3. Sector de la Isla de Barú Acantilados de 2 a 3 metros de altura tallados en rocas calcáreas más antiguas son producto de la actividad de un mar mas alto, así como la posición subaérea de corales en posición de crecimiento, que coincide con los observados en Morrosquillo en situación similar. Las dataciones sobre conchales en terrazas equivalentes (contemporáneas) arrojan un período de formación cercano con el de las terrazas del Sinú (aproximadamente 2500 años A.P.). 3.2. Nivel del mar Pleistocénico. Llama la atención el desarrollo de una superficie de aplanamiento regional que trunca las rocas Terciarias plegadas sobre una gran región que se extiende desde Lorica y San Onofre hasta Arjona, en el norte. Una superficie de esa extensión sólo puede explicarse mediante una invasión marina, la cual dejó como testigos colinas a nivel y planicies fragmentadas. Durante este período, la mayor parte de las zonas de colinas costeras fue reducida a nivel del mar, permaneciendo algunas elevaciones mayores como las conservadas en el litoral entre Rincón y La libertad y algunos cerros relictos en San Onofre, Arjona, Turbaco y Cartagena. En los cerros sobresalientes de la superficie de Arjona que estaban orientados al mar abierto se desarrollaron las calizas arrecifales de La Popa, de edad Pleistoceno Inferior (Angel et al., 1985). Los corales fósiles de La Popa, testigos de una mar que probablemente hace 2 millones de años aplanó la zona, permiten datar indirectamente la formación de esta superficie. 4. ANALISIS Una línea de costa subreciente puede ser seguida por el litoral caribe desde el sector del río Sinú hasta la Isla de Barú. Esta se define por las geoformas dejadas por un mar que inundó el caribe central colombiano hace 2500 años A.P., probablemente 2 a 3 metros por encima del actual. Las áreas que estuvieron cubiertas son probablemente las que sufrirán inundaciones por el mar en caso del ascenso proyectado de este. Se incluyen en estas potenciales áreas INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 7 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 inundables las actuales ciénagas y los marismas de mangle; respecto a los actuales cordones litorales y playas se presentará el retroceso de los mismos a la posición en la que se encontraban hace aproximadamente 2500 años. Los anteriores comportamientos podrían presentarse en la Ciénaga La Caimanera, Ciénaga de Pita, sector turístico de Coveñas y Tolú, manglar de Rincón y gran parte del delta del Canal del Dique. Los litorales con terrazas y acantilados y las zonas de colinas sufrirían muy poca afectación por su posición mas alta, situación comprobada durante el último ascenso del nivel del mar. En estas áreas se incluyen Barú, el litoral norte de Berrugas y el litoral Rincón-La Libertad y Coveñas-Maya en Cispata. La situación de los deltas activos, como el del Sinú, será una situación intermedia donde los sedimentos aportados compensarán parcialmente el ascenso del nivel del mar. Aunque esta situación es bastante dinámica, la reconstrucción del paleolitoral del delta del Sinú indica una progradación lenta aún con niveles del mar altos, mientras otras áreas del delta dominados por manglares, como Cispata, probablemente presentarán procesos erosivos. Las evidencias muestran un ascenso del mar a nivel global con tasas que tienden a acelerarse. Regiones como el Golfo de México y el Caribe registraron el ascenso de 20 cm. en su nivel para el período 1880 a 1980 (Gornitz y Lebedeff, 1987). En regiones tectónicas relativamente estables se considera esta tasa normal para el período histórico actual a nivel global (IPCC, 1994). 5. AMENAZAS LITORALES De acuerdo con el análisis anterior, las zonas construidas sobre cordones litorales actuales estarían en potencial riesgo de destrucción, debido al retroceso que sufriría la costa ante el aumento del nivel marino. Igualmente, todos aquellos espacios construidos sobre ciénagas rellenadas y zonas bajas y pantanosas invadidas estarían en riesgo por su reactivación. Desafortunadamente esta última práctica, de acuerdo con las observaciones de campo realizadas, es frecuente en el litoral. Pueblos como Rincón han sido parcialmente levantados sobre ciénagas, así como gran parte de las casas campestres de Tolú y Coveñas. En esta misma situación se encontrarían algunos puntos turísticos y pequeños asentamientos en Barú. Procesos erosivos como los que actualmente se presentan en Tolú y Coveñas, debidos probablemente al efecto combinado de aumento del nivel del mar y mal manejo de construcciones antrópicas, podrían ser mas frecuentes y agudos en un futuro próximo. INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 8 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 6. GESTION AMBIENTAL No se pretende bajo ninguna circunstancia crear alarma prematura, sin embargo, deben tomarse las medidas necesarias para prevenir la construcción de infraestructura básica en zonas de potencial inundación, así como la preservación de aquellos medios naturales de influencia marina (ciénagas y manglares) como zonas naturales de amortiguación. Es de los administradores ambientales la decisión para regular el uso de estas áreas inestables. Una posible alternativa es la utilización de las zonas de cordones litorales como playas públicas bajo estrictos controles ambientales, con construcciones no permanentes. En tanto que los terrenos sujetos a inundación, como ciénagas, corales y manglares, deben considerarse zonas de reserva ecológica. Dentro del proyecto de Morfodinámica del Litoral Caribe, el IDEAM presentará la delimitación de las áreas potencialmente afectadas por inundación en la fase cartográfica del proyecto. 7. CONCLUSIONES Evidencias de una paleocosta pueden seguirse por el litoral caribe y las zonas aledañas. Un nivel inferior de línea de costa del Holoceno que inundó el litoral con un nivel del mar 2 a 3 m. superior al actual que puede servir como buen indicador para delimitar zonas potencialmente inundables en un futuro próximo. Un nivel superior, con elevación no determinada, que registró una invasión del mar a finales del Terciario y principios del Cuaternario, alcanzó extensas regiones en el área del Canal del Dique y el Valle del Sinú. Esta metodología y técnicas geomorfológicas asociadas sólo son aplicables a costas con poca actividad tectónica, como es el caso del Caribe Central Colombiano. INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM CONVENIO IDEAM - UNIVERSIDAD NACIONAL 9 1er SEMINARIO NACIONAL SOBRE MANEJO INTEGRADO DE ZONAS COSTERAS - CARTAGENA, NOVIEMBRE DE 1997 REFERENCIAS CITADAS AGUIRRE, N. (1994): Análisis Morfodinámico de la Cuenca Hidrográfica Norte del Río Sinú. Revista SIG-PAFC, N.4, pp. 68-85, Santafé de Bogotá. ANGEL, C.; ESQUIVEL, J. y SARMIENTO, G. (1985): Geología del Departamento de Bolívar al Norte del Canal del Dique. Informe 1941 Ingeominas, Bogotá. BUREL, T. y VERNETTE, G. 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