Convulsive geological events in the Alborán seahazardous and sedimentological consequences

Resumen

El objetivo principal de esta Tesis es el estudio de dos casos de eventos geológicos convulsivos en el Mar de Alborán, uno de tipo tsunamigénico y el otro, la megainundación del Zancliense que puso fin a la Crisis de Salinidad Messiniense (MSC). El estudio, que combina el análisis geológico mediante perfiles sísmicos, sondeos y batimetrías con la modelización matemática, permite caracterizar, cartografiar y discutir las evidencias geológicas y establecer las consecuencias en la peligrosidad y sedimentarias de los mencionados procesos convulsivos. El estudio del evento convulsivo de tipo tsunamigénico establece que actualmente se está produciendo un proceso de indentación tectónica debido a la aproximación hacia el NO de la placa africana respecto la euroasiática. El bloque indentador de corteza africana es el causante de la mayoría de la actividad tectónica reciente y sísmica de la zona, especialmente en el sector sur. En este sector, se descubre la formación de un nuevo sistema de falla, denominado Incrisis, 10 km al oeste de la falla de Al-Idrisi. La falla Incrisis se prolonga hacia tierra y ha detonado varias crisis sísmicas recientes (1993-1994, 2004 y 2016-2017). El fondo marino presenta además deslizamientos recientes posiblemente provocados por la sismicidad. La coexistencia de terremotos y deslizamientos conlleva la consideración de la zona como potencialmente peligrosa. El proceso de indentación forma también un sistema conjugado de fallas de dirección. Varias de estas fallas, a pesar de ser fallas de dirección, presentan saltos verticales importantes en sus extremos, como la falla de Averroes (5,4 m), la cual se ha seleccionado para modelizar matemáticamente su potencial tsunamigénico. La modelización indica que para un salto de falla de 5,4 m se produjo un terremoto de magnitud 7 que generó un tsunami con olas de hasta 6 m de altura, con tiempos de llegada entre 21 y 35 minutos. Estos resultados advierten de la necesidad de revisar los planes de alerta temprana en la zona y en otros contextos geológicos similares donde predominen fallas de dirección y de considerar el poco tiempo transcurrido entre el terremoto y la llegada del tsunami a la costa. Con respecto al proceso convulsivo de la megainundación del Zancliense, el análisis sismoestratigráfico de la transición Messiniense-Plioceno confirma la existencia de la megainundación. Varias son las evidencias. El escaso desarrollo o ausencia en la cuenca de Alborán de las unidades típicas de la MSC (Lower_LU, Mobile_MU, and Upper _UU Units). La caracterización de rasgos erosivos, como terrazas, cañones, superficies erosivas, y la excavación de un gran canal que cruza la cuenca de oeste a este por su parte más profunda, y cuya posición estratigráfica erosionando la UU confirma que se formó tras la MSC. Además, asociados al canal se caracterizan remanentes de depósitos de la megainundación. Otra evidencia de la desconexión Mediterráneo-Atlántico es la ausencia de contornitas durante la MSC, la cual contrasta con su omnipresencia a partir del Plioceno, cuando el Mediterráneo ya estaba conectado el Atlántico. La modelización matemática de la megainundación indica que ocurrió en cinco fases (0 a 4), siendo las fases 2 a 4 las más significativas para la inundación del Mediterráneo. En la fase 2, el agua atlántica que entra por el Estrecho de Gibraltar se invierte en rellenar la Cuenca Mediterránea Occidental. En la fase 3, el nivel del mar alcanza el umbral de Sicilia y el gradiente hidrológico se mantiene constante en la Cuenca Occidental, ya que el agua de inundación Atlántica es transferida a la Cuenca Oriental. En la fase 4, el nivel del mar asciende sincrónicamente en ambas cuencas mediterráneas hasta nivelarse con el Océano Atlántico. El tiempo estimado para transferir el 90% del agua al Mediterráneo es de 2 años, con un ascenso del nivel del mar de 10 m/día. Debido al enorme caudal generado en el pico de la megainundación se calcula un caudal de 108 m3 s-1 y velocidades alcanzadas de 40 m s-1. La constatación de la existencia de la megainundación zancliense dirime el debate actual sobre los dos modelos de la MSC, de cuenca profunda desecada y de cuenca profunda no desecada, a favor del modelo de cuenca desecada. Los resultados del estudio de estos procesos convulsivos de diferente naturaleza ponen de manifiesto que uno de los retos en la investigación futura en geociencias marinas comprende la necesidad de identificarlos, caracterizarlos y analizar sus impactos. Estos impactos afectan a los riesgos geológicos marinos y a la evolución sedimentaría y paleogeográfica de cuencas marinas con implicaciones paleoceanográficas y paleoclimáticas.