La erosión de las costas.

(Texto de Roland Paskoff, Universidad de Túnez. 1991)

Las olas al asalto de la costa.

Desde que la profundidad llega a ser inferior a la mitad de su longitud de onda, las olas pierden velocidad y sus crestas teinden a disponerse paralelas a las isobatas.  Es la refracción, fenómeno muy importante en geomorfología litoral, ya que explica porqué sobre una costa dada y para un mismo tipo de ola, la energía liberada por las olas es más considerable en algunos sectores que en otros. En función de la topografía submarina que precede a la orilla, puede producirse una concentración o una dispersión de energía. El primer caso tiene lugar sobre los cabos, a menudo avanzados por un relieve sumergido; el segundo afecta al fondo de las bahías, generalmente prolongados bajo el mar por una depresión.  Otros fenómenos pueden modificar la dirección de una ola que afecta a una costa. La reflexión es su reenvío por un obstáculo; la energía reflejada es tanto más grande cuanto más vertical sea el obstáculo. La difracción se produce cuando un obstáculo es atacado en una de sus extremidades: las olas lo contornean y se amortiguan.

Independientemente de las modificaciones que afectan a su dirección de propagación, las olas, cuando la profundidad llega a ser inferior a la mitad de su longitud de onda, sufren otras transformaciones que afectan a todas sus características salvo el período. El frotamiento sobre el fondo perturba el movimiento de las moléculas de agua: las órbitas se aplanan y se vuelven elípticas, siendo su eje mayor horizontal y paralelo a la dirección de propagación de la ola. A medida que la profundidad decrece, la velocidad disminuye por efecto de la fricción, y en consecuencia, la longitud de onda tambie´n, aproximándose las crestas y aumentando la altura, lo que conlleva una exageración de la inclinación. El perfil de las olas es cada vez más disimétrico. Finalmente, su cresta se derrumba, basculando el agua hacia delante; es la ruptura de la ola que se produce cuando la profundidad es cercana o igual a 1/3 de su altura. Como todas las olas no tienen la misma altura, hay en general varias líneas de ruptura.

Cuando una ola se ha roto se produce un desplazamiento de agua hacia la orilla: es el jet rive (uprush). Porque la impulsión dada por la ruptura es brutal y desordenada, el movimiento de agua hacia delante, cargada de espuma, está dotado de una fuerte turbulencia, capaz de movilizar y desplazar en suspensión, saltación y rodamiento, arenas, gravas y cantos. Es una playa, esta flota de asalto remonta una pendiente y su velocidad decrece progresivamente: es frenada por el rozamiento y la gravedad, por el viento cuando éste sopla desde tierra, debilitada a veces, cuando, en marea ascendente, recubre una superficie de arena seca en la que una parte del agua puede infiltrarse. Seguidamente, después de la detención, la ola retorna bajo la forma de un manto de resaca (backwash), menos turbulento que el jet de rive, que desciende la pendiente haciendo rodar el material. Una interferencia se puede producir con el jet de rive de la la siguiente, lo que provoca frenazos y desplazamientos laterales del agua compañados de movimientos de remolino. Así, todo el espacio comprendido entre las líneas de rompientes y la orilla representa una zona de alta energía, con dos sectores privilegiados para la puesta en movimiento y el desplazamiento de las arenas y cantos: allí donde rompen las olas y por otra parte donde se manifiesta el vaivén debido al jet de rive seguido de la resaca.

Puede ocurrir que, incluso para grandes ondas, la ruptura sea fuertemente atenuada, incluso suprimida, si el fondo se levanta muy lentamente hacia tierra: el efecto de frenado entraña una disipación progresiva de la energía que traduce el descenso regular de la altura de las olas al aproximare a la costa.

La acción geomorfológica de las olas.

La energía de las olas es cinética puesto que ella es debida al movimiento del agua hacia adelante a partir de la ruptura, pero también es potencial puesto que depende de la altura de la ola que rompe. A este respecto, la ruptura en voluta (plunging breaker) libera más energía que la ruptura en vertiente (spilling breaker) o hinchada (surfing breaker).

Algunas riberas estás más afectadas por las olas que otras debido a la llegada de ondas fuertes y frecuentes. Es el caso de las fachadas occidentales de los continentes en las latitudes medias que se encuentran, sobre todo en invierno en el Hemisferio Norte y todo el año en el Hemisferio Sur, bajo la influencia de los grandes vientos del W y en la trayectoria de las perturbaciones del frente polar. Vale incluso para la zona de los alisios y para las costas orientales de los cintinentes que son barridas periódicamente por los ciclones tropicales (tifones y huracanes). Por el contrario, los litorales de las regiones polares y ecuatoriales generalmente están batidos por olas de débil energía.

La fuerza erosiva de las olas puede ejercerse en todas partes, tanto sobre las playas como sobre las costas rocosas, pero es especialmente al pie de los acantilados, en elmomento de las grandes tempestades, cuando reviste su aspecto más espectacular. El impacto de una ola sobre una pared se traduce en una acción mecánica. Presiones de varias decenas de Tn/m2 han sido medidas sobre acantilados golpeados de pleno (30 Tn/m2 con una ola de 13 m de altura). Tales presiones explican el desplazamiento sobre los muelles de enormes bloques de hormigón que pesan varios cientos de toneladas. Sobre las rocas aisladas los golpes de mar repetidos desencadenan vibraciones cuya amplitud, a veces acrecentada por resonancia, puede alcanzar el umbral de ruptura.  La multiplicación delos choques fragiliza la roca fisurándola. El aire de la ola rompiente, comprimido en las fracturas las ensancha y agranda. Un fenómenos inverso de aspiración se produce al retirarse el agua.  Si los planos de discontinuidad lo permiten pueden ser deesalojados grandes bloques de roca. 

Cuando las olas tienen a su disposición material, el poder de ataque se refuerza. El bombardeo con la ayuda de cantos puede afectar a los acantilados sobre varias decenas de mts de altura en el caso de las olas saltadoras. Pero es eficaz, sobre todo, al pie de los litorales abruptos donde, muy a menudo, es responsable de muescas que situan en falso la parte superior del acantilado, siendo el origen de su derrumbamiento. En las plataformas rocosas, el movimiento turbulento del agua después de la ruptura engendra torbellinos con eje vertical: estos arrastran cantos que ensanchan cavidades de tipo de las marmitas de gigante que se encuentran en el lecho de los rios y que, por ensanchamiento, acaban por recortarse. Además, cantos y arenas, removidos sin cesar, actúan por abrasión sobre la roca y se autodesgastan por frotamiento. Así, los cantos marinos presentan a menudo elevados índices de desgaste y aplanamiento; en cuanto a las arenas, tienen un aspecto desgastado-brillante muy característico, particularmente sobre las playas donde la manipulación es continua.  En las costas de las regiones tropicales húmedas, como consecuencia de la preponderancia de la alteración química, las arenas aportadas por los cursos de agua abundan, pero en cambio los cantos son raros. Esto escplica que la erosión mecánica de las olas, privada de proyectiles de grueso calibre, es menos eficaz que en otros lugares. Sobre las riberas polares, el ataque del mar se detiene cuando las aguas litorales se hielan, pero se refuerza por la presencia de grandes támpanos que, en el momento del deshielo, se añaden a los cantos para ametrallar los acantilados.

La acción mecánica de las olas desarrolla un ataque muy selectivo, que pone en evidencia la desigual resistencia de los terrenos. Los filones de rocas intrusivas, a menudo más frágiles que las formaciones encajantes, son a veces profundamente vaciadas y dan escotaduras en el trazado de la orilla. Esta erosión diferencial del mar explica costas de aspecto pintoresco, donde agujas delgadas y esbeltas pueden corresponderse con bancos verticales de arenisca dura aislada por el desgajamiento de capas margosas blandas intermedias.

El trabajo de las olas es discontinuo en el tiempo. No es verdaderamente eficaz más que en los fuertes temporales, particularmente en período de grandes mareas, y se manifiesta esencialmente en el pesacio intertidal. En la zona constantemente sumergida se atenúa rápidamente con la profundidad. Generalmente se piensa que es muy débil por debajo de -10 m. Sin embargo, R.V. Fairbridge lleva a -20 m su llímite de eficacia y V.P. Zenkovich fija el nivel de base de las olas de grandes temporales a una profundidad igual a 1/3 de su longitud de onda, por debajo de la cual su acción mecánica se considera nula.

LAS CORRIENTES.

Unicamente son interesantes las corrientes costeras. En principio, su velocidad decrece con la profundidad, mientras que su turbulencia es máxima a ras de fondo. De hecho, su poder de erosión sobre las rocas coherentes es débil, pero son capaces de poner en movimiento y desplazar sobre distancias más o menos largas a los sedimentos detríticos, sobre todo limos y arenas y excepcionalmente gravas, por saltación o suspensión; a veces cantos por rodamiento. Estas acciones dinámicas obedecen a las curvas llamadas de Hjulstrom (velocidad de corriente-dimensión de los materiales), establecidas para las corrientes fluviales; para los elementos finos (diámetro inferior a 0,3 mm) la velocidad necesaria para el arranque es muy superior a la de transporte, mientras que para los elementos groseros el levantamiento se hace desde que se alcanza la velocidad requerida para el transporte.

La deriva litoral.

A pesar de su refracción al acercarse a tierra, las olas llegan a la orilla con una cierta oblicuidad, generalmente inferior a los 10º, que da origen a una corriente paralela al litoral entre la zona de ruptura y la línea de ribera. Esta corriente toma el nombre de deriva litoral. Su velocidad depende de varios factores: altura de las rompientes, período y ángulo de incidencia de las olas, pendiente y rugosidad del espacio infralitoral. En temporales, transporta laterlamente a los bañistas y su velocidad puede alcanzar varios nudos. Es entonces capaz de transportar grandes cantidades de arena puestas en movimiento por las rompientes. Es el longshore drifting que los autores anglosajones diferencian de otro fenómeno, el beach drifting  incluido también en la deriva litoral.

Este último fenómeno afecta a los materiales de la playa. Sobre el estran el Jet de rive hace subir oblicuamente las arenas y los cantos, mientras que el manto de agua en retirada las obliga a descender perpendicularmente a la línea de ribera. Arenas y cantos describen así trayectorias en zig-zag y migran en una dirección determinada por la oblicuidad de la ola. Se ha visto trozos de ladrillo, arrojados sobre una playa, desplazarse de este modo varias centenas de metros en una sola jornada.

La deriva litoral juega un papel esencial en la evolución de las playas a las que alimenta en materiales. Puede ser reforzada o frenada por un viento local soplando paralelo a la orilla. Su sentido puede invertirse si la obllicuidad de la ola cambia de dirección. La deriva dominante es entonces la más frecuente y a la vez la más eficaz en cuanto al volumen de materiales desplazados.

Las corrientes de retorno.

Se trata de corrientes inducidas por las olas. El flujo de agua a la costa, consecutivo al a ruptura, está compensado por corrientes de retorno hacia alta  mar. A veces, en particular sobre largas playas recilíneas, sin deriva litoral apreciable, cuando las crestas de las olas llegan paralelamente al trazado de la orilla, existe una corriente que se desplaza a ras de fondo y que se observa más allá de la zona de ruptura. Se caracteriza por su debil velocidad; por consiguiente por una competencia poco elevada y una reducida capacidad de transporte. Pero, más a menudo la compensación del aporte de agua se hace por las llamdas corrientes sagitales, perpendiculares  u oblícuas a la orilla según los casos.

Bien individualizadas, de 15 a 30 mts de anchura, afectan a toda la columna de agua. Llegan hasta más allá de la zona de ruptura o la atraviesan interrumpiéndola (de ahí su nombre en inglés de rip currents, o corriente de desgarradura). Se disipan a varios cientos de mts de la costa, abriéndose en penacho. Su velocidad puede alcanzar varios nudos y representan un peligro real incluso para los nadadores experimentados. Las corientes sagitales cuyo emplazamiento varía en el espacio y el tiempo, ejercen una acción erosiva sobre los fondos móviles: son aptas para excavar un pasillo en el que no queda más que un pavage de grandes cantos. Fundamentalmente son capaces de transportar arenas fuera del espacio propiamente litoral, que se van a depositar en un dominio demasiado profundo para que las olas puedan removilizarlas y volverlas a traer a la costa. Algunas veces aquellas migran definitivamente a la plataforma continental cuando el talud es cercano o cuando las cabeceras de los cañones submarinos han reculado hasta las proximidades de la costa.

Las corrientes de marea.

Las mareas engendran corrientes reversibles tanto más rápidas cuanto que la estoa sea más fuerte  y el paso estrecho. Así pueden producrise corrientes veolces, incluso si la esta es debil, cuando la marea se manifiesta a horas diferentes a una parte y otra del estrechamiento. Han sido medidas velocidad es del orden de 10 nudos y superiores en estos casos. Las corrinetes de marea raramente afectan a la misma orilla. Sin embargo, a. Guilcher cita casos donde siempre puede escurrirse en el mismo sentido del perfil de la costa y de la topografía submarina y ser entonces responsable de la construcción de flechas litorales. Sobre los fondos móviles, su velocidad y turbulencia le permiten escavar canales. Pero, su carácter alternativo no les autoriza a exportar lejos el material detrítico que ellas desplazan.