LOS DESLIZAMIENTOS DE FLANCO INSULAR DE CANARIAS. MÉTODOS Y CRITERIOS DE RECONOCIMIENTO.

Artículo publicado en: http://www.gobiernodecanarias.org/geotecnia/rec_desl_volc_1.A.Lomoschitz.pdf
VI Simposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables. Valencia, 21-24 Junio de 2005
E. Alonso, J. Corominas, L. Jordá, M. Romana, J.B. Serón (Eds.)
Vol. II, pp. 806-817

Resumen


En los últimos años se ha puesto de manifiesto la enorme importancia que han tenido los grandes deslizamientos en la evolución de islas volcánicas, como son las Hawai y las Islas Canarias. La identificación de grandes deslizamientos submarinos ha sido posible gracias al empleo de tecnologías modernas como la batimetría de multihaz, el sonar de barrido lateral de gran profundidad y la sísmica de reflexión. Principalmente en las islas occidentales de Tenerife, La Palma y El Hierro, se han reconocido enormes masas de derrubios sumergidas desprendidas de cicatrices también reconocibles en los flancos emergidos de las islas donde, a menudo, adquieren morfologías espectaculares. En las islas orientales, por el contrario, las evidencias de grandes deslizamientos de flanco son menos claras ya que las  fases constructivas de escudo son mucho más antiguas, del Mioceno. Los grandes deslizamientos que afectaron a los flancos de los edificios insulares han sido definidos, principalmente, como debris avalanche y debris flow, si bien su inicio pudo producirse en forma de deslizamientos rotacionales o traslacionales.

INTRODUCCIÓN


El número elevado de publicaciones que hacen referencia a los grandes deslizamientos en Canarias desaconseja acometer aquí una revisión pormenorizada del “estado de la cuestión”. No obstante, sí conviene destacar que ha sido en los últimos 15 años cuando los  deslizamientos se han estudiado con cierto fundamento y han venido a introducirse en el  discurso científico para explicar aspectos determinados sobre la evolución geológica y geomorfológica de las Islas Canarias.

Además, estos avances ya han tenido cabida en obras generales de Geología Regional como: The Geology of Spain, en su capítulo 18 (Carracedo et al., 2002); las guías  geológicas de Canarias, por ejemplo la de Anguita et al. (2002) o en Geología de España, en el capítulo 8 (Ancochea et al., 2004). Diversos grupos de investigación, españoles y extranjeros, han estudiado los deslizamientos  submarinos y subaéreos en el conjunto del archipiélago canario. Nuestra intención es mostrar aquí aquellos métodos y criterios que han resultado útiles para identificar los deslizamientos de flanco insular y, para ello, se hará referencia a tres de las islas (Tenerife, Hierro y La Palma), donde las morfologías y depósitos han quedado mejor preservados.

2. IDENTIFICACIÓN DE GRANDES DESLIZAMIENTOS

En general, la dificultad de reconocer una masa deslizada de grandes dimensiones (de cientos de metros a kilómetros de longitud) radica en los cambios de escala que es necesario aplicar para estudiarla y, además, es necesario identificar un conjunto adecuado  de signos (externos o internos) que delimiten o acusen la presencia de la masa removilizada. En este sentido, resulta arriesgado admitir un “episodio de deslizamiento” si no  ha sido posible acceder al depósito (la masa deslizada) o, al menos, inferir su presencia por
métodos indirectos.

Los deslizamientos de flanco insular pueden tener una parte subaérea (onshore) y otra submarina (offshore). De esta forma, para reconocerlos no basta con “ponerse las gafas” de ver deslizamientos (fotointerpretación + trabajo de campo + conocimiento de la geología local), sino que hay que emplear “gafas de bucear” un tanto especiales (técnicas batimétricas y geofísicas avanzadas + modelos digitales del terreno) que permitan identificar los depósitos bajo el agua, incluso a miles de metros de profundidad.

Por otro lado, en las islas de mayor relieve han sido también reconocidos grandes depósitos deslizados “tierra adentro”, con una tipología muy variada: grandes rock slumps o deslizamientos rotacionales en roca; deslizamientos traslacionales que afectaron a porciones rocosas de centenares de metros; extensos debris slide, debris flow, etc. Todos ellos se habrían producido como consecuencia de procesos gravitacionales sin relación directa ni inmediata con procesos de naturaleza volcánica. En algunas islas como Gran Canaria son reconocibles depósitos tanto netamente gravitacionales como de origen volcánico, cuyas características principales pueden servir de ejemplo para facilitar su identificación en otros lugares.

El reconocimiento de las masas deslizadas, sumergidas y emergidas, no es siempre fácil de llevar a cabo. Las dimensiones de los depósitos, la diversidad textural y a veces composicional de los materiales, y la necesaria vinculación a mecanismos de desencadenamiento y transporte, que han de ser explicables desde un punto de vista físico, mecánico y geológico, son parte de los ingredientes de esta tarea. En este sentido, resulta
conveniente conocer los criterios básicos que han permitido a los investigadores identificar las masas deslizadas, así como las clasificaciones que existen para encuadrar los deslizamientos, en su mayoría complejos, que se producen en islas volcánicas.

3. DESLIZAMIENTOS DE FLANCO INSULAR

La historia geológica de las Islas Canarias se considera como una secuencia de eventos volcánicos constructivos no continuos, que se encuentra jalonada, o solapada, por la acción destructiva de diversos agentes erosivos, principalmente en costas y barrancos. Los grandes deslizamientos que afectaron a los flancos de los edificios insulares se han sumado a los procesos anteriores y han permitido explicar la existencia de grandes escarpes con forma de arco, amplias depresiones y/o la presencia de extensos depósitos de deslizamientos submarinos. Una revisión de estos últimos puede verse en los artículos de
Canals et al. (2000), Krastel et al. (2001) y de Masson et al. (2002).

En la actualidad se conocen unos 20 grandes deslizamientos o complejos de deslizamientos originados en los flancos de las Islas Canarias (Fig. 1). La mayoría de ellos tienen una zona  superior subaérea, con cicatrices ocasionalmente espectaculares y de gran desnivel, y un tramo submarino con elementos erosivos, de transporte y de acumulación. No obstante,algunos deslizamientos son puramente submarinos, como la Colada de Derrubios de Canarias (Canary Debris Flow) originada en los flancos submarinos nor-occidentales de El  Hierro, aguas afuera de El Golfo. A los deslizamientos con origen en las islas Canarias, se
les une la gran Colada de Derrubios del Sahara (Saharan Debris Flow), la cual procede del margen continental del noroeste de África y se extiende al pie del flanco meridional de El  Hierro (Fig. 1).

3.1 Técnicas y metodología de los estudios submarinos

La mayor parte de los estudios submarinos se han centrado en sectores de los flancos insulares situados aguas afuera de presuntas cicatrices de cabecera observables en tierra.  En la mayoría de estos trabajos, efectuados a bordo de buques ingleses, españoles y alemanes, se han empleado sistemas de batimetría de multihaz Simrad EM12, Simrad  EM12S y Hydrosweep para cartografiar el relieve submarino y obtener otros datos de interés, como imágenes de reflectividad del fondo, mapas de pendientes e imágenes tridimensionales; y sistemas de sonar de barrido lateral de gran profundidad TOBI y GLORIA (Riddy y Masson, 1996; Blondel y Murton, 1997) para obtener imágenes acústicas de detalle de la superficie de los depósitos de deslizamiento y así poder comprender mejor los propios procesos de deslizamiento. Estos datos han sido complementados mediante la obtención de perfiles de sísmica de reflexión con distintos grados de resolución y  penetración, útiles en el intento de conocer la estructura interna de los depósitos, e
identificar la base y los límites de los mismos. También se han obtenido testigos y, en los flancos de Gran Canaria y la Llanura Abisal de Madeira – donde se han acumulado los términos más distales (lejanos) de algunos deslizamientos –, sondeos del Ocean Drilling  Program (Schminke et al., 1995). Por último, se han realizado también mediciones in situ de las variaciones de la presión de porosidad en el flanco occidental profundo de La Palma (Urgeles et al., 2000). Se dispone, por tanto, de un extraordinario conjunto de datos de los flancos submarinos de las Islas Canarias.

3.2 Tipos de deslizamientos submarinos


La mayoría de los deslizamientos submarinos canarios pertenecen al tipo denominado avalancha rocosa (rock avalanche - debris avalanche), movimiento en masa rápido de una  mezcla incoherente en la que abundan los fragmentos y bloques de roca. El mecanismo de transporte es la caída libre, y el rodamiento y deslizamiento subordinados de rocas o clastos. En las avalanchas rocosas se diferencian tres tramos. La zona de cabecera (o proximal), donde hay un predominio neto de la erosión, y suele estar ocupada por un
escarpe en forma de anfiteatro abierto hacía el océano, seguido ocasionalmente por una especie de corredor en rampa de grandes dimensiones. La identificación de tales anfiteatros en tierra ha guiado, de hecho, la búsqueda de las zonas de depósito en los flancos de las islas y al pie de los mismos. Este es el caso de los “valles de cicatriz” de La Orotava, Icod y Güimar en Tenerife, la Caldera de Taburiente y los suaves arcos de Cumbre Nueva y de Cumbre Vieja en La Palma, y El Golfo, Las Playas y El Julán en El Hierro.

Al tramo de cabecera le siguen un tramo deposicional intermedio y otro distal. En el intermedio puede haber bloques de decenas de kilómetros de diámetro, más o menos próximos a la base del escarpe o a la salida del corredor de deslizamiento. En el tramo distal, los bloques tienen tamaños más reducidos, de hasta 1 kilómetro de diámetro. Los depósitos de deslizamiento suelen dar lugar a relieves positivos, sobreelevados respecto a los fondos adyacentes, y a una suavización del perfil longitudinal de los flancos insulares.

Dichos depósitos forman lóbulos arqueados salpicados de bloques, con un sector central donde se alcanzan las máximas potencias (hasta 2 km según Moore et al., 1989), las cuales disminuyen progresivamente hacía los bordes del lóbulo y del talud hacia arriba. Las avalanchas rocosas son movimientos rápidos y, por tanto, con un potencial tsunamigénico elevado. En los flancos submarinos de las Canarias se han observado también otros tipos de deslizamientos, entre los que cabe citar: deslizamientos traslacionales (“translational slides”) y rotacionales (“slumps”) de bloques de grandes dimensiones, con una limitada deformación interna, y coladas de derrubios ("debris flows"). Los deslizamientos rotacionales y traslacionales están asociados a planos de cizalla bien definidos y conllevan una escasa deformación interna del bloque afectado. Las coladas de derrubios están formadas por una matriz fangosa que engloba una proporción de más del 50% de elementos granulométricos de tamaño bloque, grava y arena. El movimiento se caracteriza por un flujo cohesivo y más o menos laminar de una mezcla sedimentaria relativamente densa con comportamiento
plástico. Los movimientos de cizalla se reparten por toda la masa de sedimento, y pueden dar lugar a geometrías de fluencia de gran complejidad. Las coladas de derrubios pueden producirse en lugares con escasa pendiente, incluso menos de 1° (Canals et al., 2003). La velocidad de desplazamiento es muy variable, desde unos pocos metros por año hasta varias decenas de kilómetros por hora.

Las avalanchas rocosas y los deslizamientos rotacionales y traslacionales movilizan las rocas volcánicas e intrusivas de los flancos insulares, mientras que las coladas de derrubios afectan fundamentalmente al recubrimiento sedimentario no consolidado. Los términos más distales de los movimientos de masa se acumulan en las cuencas oceánicas profundas sobre las que se levantan las islas oceánicas, dando lugar a potentes depósitos de turbiditas.

3.3 Deslizamientos en las Canarias Occidentales


En las islas occidentales de Tenerife, La Palma y El Hierro es más evidente la expresión morfológica de estos fenómenos, dadas las dimensiones que alcanzan y la relativamente reciente ocurrencia de los mismos.

3.3.1 Tenerife

Entre los trabajos pioneros en la isla de Tenerife destaca el de Bravo (1962), que propone que el Valle de La Orotava pudo originarse por deslizamientos. Esta idea es retomada por Navarro y Coello (1989) que proponen que las grandes depresiones de Tenerife (Güimar, La Orotava e Icod) se formaron como consecuencia de deslizamientos gigantes. Encuadran sus hipótesis en la historia geológica de la isla y para ello, además de información geológica de superficie, aportan datos obtenidos de las extensas y numerosas galerías de agua. Ancochea et al. (1990) y Cantagrel et al., (1999) datan los depósitos deslizados, los cuales
son identificados bajo el mar por Watts y Masson (1995) y Teide Group (1997), principalmente.

Los primeros depósitos submarinos de avalanchas rocosas en Tenerife identificados por Watts y Masson (1995) recubren gran parte del flanco septentrional de la isla. Los mismos autores se dieron cuenta de que tales depósitos eran el resultado de varios episodios de deslizamiento y reconocieron al menos cinco eventos y sus correspondientes depósitos:  Icod, La Orotava, Roques de García, Anaga y Teno (Watts y Masson, 1998) (Fig. 2). El volumen conjunto de todos estos depósitos sería de unos 1.000 km3. A éstos se les añadieron posteriormente los depósitos de aludes rocosos de Güimar y Las Bandas del Sur (Teide Group, 1997; Krastel et al., 2001). El alud rocoso de Icod es el más joven del flanco norte de Tenerife, con una edad estimada de 170 ka (Cantagrel et al., 1999). Afecta a un área de 20 x 105 km, y tiene un espesor
mínimo de 45 m. El depósito parece enlazar con el Valle de Icod, el cual a su vez parece extenderse hasta la caldera de las Cañadas del Teide, si bien la transición está enmascarada por los acúmulos del volcán de Pico Viejo. El origen de Las Cañadas sigue siendo objeto de discusión, aunque la hipótesis de una compleja sucesión de grandes deslizamientos de flanco parece estar imponiéndose. Véase, en todo caso, la argumentación expuesta por Masson et al. (2002), donde también se recogen otros puntos de vista.

El deslizamiento de La Orotova, que es uno de los mayores de Canarias (2100 km2 y 500 km3), tendría una antigüedad de 540-690 ka (Cantagrel et al., 1999). La superficie del depósito está formada por crestas y surcos longitudinales con un desnivel de 300 a 400 m entre cresta y seno, y una longitud de onda de 5 a 8 km. Estas morfologías representarían  acumulaciones de derrubios separadas por canales que serían las principales vías de transporte de material (Watts y Masson, 1995). Estas estructuras submarinas pueden seguirse hacia tierra hasta el Valle de La Orotova, que en realidad es la cicatriz de  deslizamiento más evidente de toda la isla. Se piensa que el valle y el debris avalanche de  La Orotova son el producto del colapso lateral del volcán de Las Cañadas anterior a la formación del complejo de Pico Viejo (Martí et al., 1997) y que, en definitiva, la evolución del flanco norte se debe a la acción recurrente de deslizamientos gigantes (Ablay y Hürlimann, 2000).

3.3.2 La Palma


En el flanco occidental de La Palma se ha identificado un complejo de depósitos de deslizamientos rocosos, formado por cuatro lóbulos diferenciados que ocupan una superficie total de 2.000 km2 (Fig. 2). El más reciente es la avalancha de Cumbre Nueva, con 780 km2  y 95 km3 (Urgeles et al., 1999). El lóbulo deposicional da lugar a una intumescencia claramente visible entre 2.500 y 4.000 m de profundidad. La cicatriz de cabecera, bastante degradada por el abarrancamiento subsiguiente (Carracedo et al., 1999), se extiende hasta la Caldera de Taburiente y la dorsal de Cumbre Nueva. Se trata del alud rocoso más
reciente del flanco occidental de La Palma, con una edad estimada entre 125 y 536 ka.
Los depósitos del deslizamiento de Playa de la Veta son el resultado de un conjunto de eventos que tuvieron lugar antes que el de Cumbre Nueva. El volumen total de los depósitos del complejo de Playa de la Veta se ha estimado en 650 km3, distribuidos en una superficie  de 2.000 km2 (Urgeles et al., 1999). Se diferencian claramente tres lóbulos entre 1.000 y  3.000- 4.000 m de profundidad, según los casos. En las áreas deprimidas situadas entre estos lóbulos se han desarrollado canales encajados que posdatan el emplazamiento de los depósitos de avalanchas rocosas.

Es probable que cada lóbulo represente un evento distinto. También al oeste de La Palma  se habría producido al menos una avalancha rocosa, llamada de Santa Cruz por la posición presumida de la cabecera del deslizamiento (Masson et al., 2002). Los depósitos cubrirían unos 1.000 km2 del fondo marino.

3.3.3 El Hierro

La isla de El Hierro podría ser calificada como la "isla de los deslizamientos", no porque en la misma se hayan producido en número superior al de otras islas, si no porque están distribuidos simétricamente respecto a las tres dorsales volcánicas de la isla, porque las cicatrices de cabecera, especialmente la de El Golfo, son particularmente patentes en el paisaje insular, porque la superficie afectada por los deslizamientos y sus depósitos es proporcionalmente muy grande en comparación con la superficie de la isla, y por la variedad de tipos de deslizamientos que en ella se han producido. El deslizamiento de El Golfo es el más reciente (13-17 ka) y mejor definido de todos los conocidos en el archipiélago (Fig. 2). La cicatriz de cabecera, con desniveles superiores a los 1.000 m, corresponde al entrante de El Golfo, al noroeste de El Hierro. Mar adentro, el entrante de El Golfo pasa a un amplio corredor en rampa limitado por escarpes laterales de hasta 600 m de altura. Dichos escarpes laterales van disminuyendo en altura talud abajo
hasta desaparecer entre 3.000 y 3.200 m de profundidad de agua. La dimensión vertical del tramo proximal del deslizamiento de El Golfo sería, por tanto, de unos 4.700 m, contados  desde el pico de Malpaso, a 1.500 m de altura, hasta el pie del corredor citado. En las imágenes de sonar de barrido lateral de los tramos deposicionales se han identificado  bloques angulosos de hasta 1,2 km de diámetro y 300 m de altura. El área afectada por el deslizamiento de El Golfo cubre 1.500 km2, con un volumen de material removilizado de 150 a 180 km3 (Urgeles et al., 1997). Según Masson et al. (1998), la sobrecarga producida por
los materiales de El Golfo en la parte inferior del flanco submarino de El Hierro habría desencadenado la colada de derrubios de Canarias que, con un espesor medio de 10 m, cubre 40.000 km2 en un área con una pendiente de menos de 1°. Dicha colada se correlacionaría lateralmente con depósitos turbidíticos muestreados en la llanura abisal de Madeira, cosa que implicaría un recorrido total acumulado de más de 600 km desde la cicatriz del entrante de El Golfo. Esta cifra muestra la extraordinaria movilidad de las coladas de derrubios, que contrasta con los mucho más cortos recorridos de las avalanchas rocosas
(130 km como máximo en las Canarias occidentales, correspondientes al alud rocoso de Roques de García).
En Las Playas, al sureste de El Hierro, se habría producido primero (entre 176 y 545 ka) un deslizamiento rotacional-traslacional, seguido de una avalancha rocosa cuya edad se ha estimado entre 145 y 176 ka (Masson et al., 2002). El primer evento habría afectado a unos 1.700 km2 mientras que el segundo se habría limitado a unos 950 km2. El volumen de la avalancha sería de menos de 50 km3, mientras que el del deslizamiento inicial no ha podido ser determinado aún. La cicatriz de la avalancha de Las Playas se extendería desde el pequeño entrante (< 10 km de ancho)del mismo nombre en tierra hasta unos 2.500 m de
profundidad. El perfil superficial de los depósitos es bastante plano, en contraste con lo observado, por ejemplo, al oeste de La Palma. El llamado inicialmente "avalancha rocosa de El Julán", al suroeste de El Hierro, parece en realidad una avalancha rocosa abortada, en el que la mayor parte del volumen de material afectado no ha sufrido la desagregación característica de este tipo de procesos. La hipótesis de un desplazamiento limitado de carácter rotacional-traslacional en la zona de cabecera habría facilitado el enterramiento completo de dicha cabecera, aún incipientemente desarrollada, por materiales volcánicos
más jóvenes. La inestabilidad de El Julán afecta a una superficie de 1.800 km2, con un volumen estimado de material removilizado de 130 km3. El evento habría ocurrido hace más de 160 ka (Masson et al., 2002).

3.4 Integración de datos marinos y terrestres

Por su abundancia y dimensiones, los deslizamientos de los flancos insulares canarios constituyen un proceso de suma importancia en la evolución geológica de las islas y en la conformación de su paisaje. El reconocimiento de extensos depósitos resultantes de la desestabilización de los flancos insulares en el lecho marino ha reforzado la interpretación como cicatrices de deslizamiento de numerosos entrantes costeros, valles y cabeceras de valle, todos ellos elementos característicos del paisaje insular.

Por otra parte, la acumulación de lavas posteriores a los deslizamientos en las zonas de cicatriz ha enmascarado, en varios lugares, los relieves originales resultantes de los deslizamientos. La erosión subaérea también ha contribuido, en unos lugares más que en otros, a degradar las morfologías originales debidas a los deslizamientos.

El estudio de las zonas de cicatriz en tierra ha proporcionado valiosísimas informaciones que han permitido corroborar las interpretaciones basadas en el estudio del lecho marino y, muy especialmente, definir las edades de los distintos eventos, aspecto que por las dificultades y las incertidumbres del muestro submarino, reforzadas por la naturaleza de los materiales objeto de estudio y de los procesos involucrados, habría quedado, de otro modo, excesivamente abierto. En otras palabras, las morfologías y los depósitos resultantes de los deslizamientos quedan, en general, mejor preservadas en el lecho marino, mientras que las
edades de los mismos pueden ser estudiadas con ventaja en tierra. El examen detallado de los relieves emergidos ha constituido un importantísimo criterio de búsqueda para localizar los depósitos submarinos. La construcción de Modelos Digitales del Terreno con incorporación de datos de tierra y mar ha supuesto, por último, un avance sustancial en el análisis integrado de las morfologías resultantes de los deslizamientos y en una mejor comprensión de las mismas.

En el caso canario, la identificación de la magnitud y la abundancia de los deslizamientos, que han afectado a los flancos de las diversas islas, han llevado a la reinterpretación completa de la génesis del paisaje insular, a la vez que constituye un elemento de primera imnportancia en la localización y gestión de los recursos hídricos subterráneos y en el campo de la Ingeniería Civil.