CARACTERÍSTICAS SEDIMENTOLÓGICAS DE LAS PLAYAS DE LA ISLA CLARION, COLIMA, MÉXICO

Trabajo recibido el 21 de noviembre de 1986 y aceptado para su publicación el 12 de junio de 1987.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Durante la Campaña Oceanográfica MIMAR-II efectuada del 26 de enero al 10 de febrero de 1986 a bordo del B/O "El Puma" y como parte del Proyecto UNAM-CONACYT "Investigación sobre Origen, Procesos y Distribución de Minerales del Piso Oceánico del Pacífico en la Zona Económica Exclusiva de México" llevado a cabo en el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, se realizó un estudio sedimentológico de las playas de la Isla.

Los objetivos de este estudio son obtener información básica desde el punto de vista sedimentológico de estas playas y contribuir al conocimiento de la sedimentología de las playas mexicanas. Específicamente se trata de describir y analizar tanto texturalmente como composicionalmente los sedimentos de Playa y establecer las posibles relaciones entre tamaño de grano y la energía del oleaje.

Geológicamente, según Bryan (1967) la isla está compuesta por basaltos, traquitas, traquiandesitas, escoria y toba, con eventos volcánicos registrados desde el Terciario (Plioceno?) hasta el Cuaternario (Pleistoceno Temprano), también hace mención de que las playas en la Bahía Azufre están compuestas por fragmentos de coral grueso mezclado con matatenas de rocas volcánicas, en la parte protegida de la bahía está formada por arenas blancas de coral con un aumento del contenido de grava de coral hacia la parte posterior de la playa donde gradualmente empieza a mezclarse con toba y fragmentos volcánicos.

Esta isla forma parte del Archipiélago Revillagigedo y es después de la Isla Socorro, la segunda de mayor dimensión, siendo también el extremo más occidental del territorio mexicano (Fig. l).

La extensión de la isla en su parte más larga es de 8.5 km y con un ancho mínimo de 2.1 km. Las elevaciones más notorias son el Monte Gallegos con una altura aproximada de 250 m, el Pico de la Tienda con 285 m y el Monte de la Marina con 225 m aproximadamente. Los arroyos que existen tienen su vertiente hacia la parte sur de la isla, donde se encuentra también una laguna denominada Laguna Seca. (Fig.1) (Lám.1).

El litoral de la Isla Clarión lo constituyen en un 90 % acantilados de hasta 1.50 m de altura en la parte Este de la isla y de unos 30 m de altura en el extremo Suroeste, el 10 % restante del litoral está constituido por sedimentos litorales de playa en una extensión aproximada de 3.5 km. Estas playas motivo del estudio, se localizan en la parte sur central de la isla, y comprenden: la playa localizada al Este del Farallón de la Bandera (Playa A), la playa de la Bahía Azufre (Playa B) cuya bahía se encuentra en 18°21'N y 114°44'W, y la playa sobre la caleta al Oeste de la Bahía Azufre (Playa C). (Fig.1) (Lám.1).

Figura 1. Plano de localización del Área de Estudio.

Durante los días 1 y 2 de febrero, período en el que se visitó la isla, se efectuó un recorrido por las playas de la isla, realizándose un perfil topográfico en cada playa, (Fig.2) junto con un muestreo de sedimentos de las zonas: infralitoral, la cual se encuentra cubierta por agua durante el reflujo; mesolitoral o zona de flujo y reflujo al momento de romper la ola abarcando desde el área de máximo reflujo hasta la base de la berma de mareas; y la zona supralitoral que comprende el área donde el viento influye en mayor grado que el agua y los sedimentos están generalmente secos y que en este caso se consideró la zona supralitoral a partir del escalón de la berma de tormentas hacia tierra adentro de las playas A y C. (Fig.2).

Figura 2. Perfiles de Playa de la Isla Clarión.

En la playa B se excavó una trinchera en la zona mesolitoral de un área de 60 cm² por 30 cm de profundidad con el fin de observar algunas estructuras sedimentarias y recolectar sedimentos, (Muestra B-20 cm).

Las muestras fueron analizadas en el Laboratorio de Geología Marina del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, separando por medio de tamizado las fracciones de grava, arena y lodo. Con estos datos se construyeron los histogramas de la figura 3. De acuerdo al triángulo de Nomenclatura Granulométrica de Folk (1960) (Fig.4) se elaboró la tabla de Nomenclatura de Sedimentos. (Tabla l). Utilizando las técnicas sugeridas por Folk (1969) para el estudio de los sedimentos, se utilizó un método de tamizado para fracciones de grava y arena 4 y el método de pipeta para sedimentos lodosos 4 muestra B (20 cm), realizando la tabla de Parámetros Estadísticos de los Sedimentos (Tabla 2) y los histogramas granulométricos (Fig.5).

Figura 3. Histogramas sobre el contenido de grava, arena y lodo.

En el análisis de la composición mineralógica de estos sedimentos se utilizó un microscopio estereoscópico; asimismo se elaboraron láminas delgadas de la fracción arenosa, las cuales fueron estudiadas por microscopio petrográfico (Tabla 3), estimándose los porcentajes comparativamente según Folk (1951). Algunas de estas arenas y la muestra B (20 cm) fueron estudiadas por Microscopio Electrónico de Barrido.

Figura 4. Triángulo de Nomenclatura Granulométrica (grava, arena, todo) según Folk (1969).

TABLA 1 NOMENCLATURA DE SEDIMENTOS DE LAS PLAYAS DE LA ISLA CLARIÓN, COLIMA, MÉXICO

De las playas de la Isla Clarión, la que presenta una mayor amplitud es la playa B con 50 m aproximadamente, mientras que la playa C es la más estrecha con menos de 15 m (Fig.2). Estas playas presentan en su zona infralitoral una pendiente suave pero muy irregular. La zona mesolitoral tanto en la playa A como en la playa B, tienen una pendiente de 6 y en la playa C la pendiente es aproximadamente de 10 debido a que transversalmente a la playa el relieve cambia abruptamente en un espacio muy corto, al pasar de un ambiente de playa a un ambiente propio de la isla (Lam.2). Esto provoca que el material sea depositado casi inmediatamente después de la zona de flujo y reflujo en la parte baja de la berma de esta playa (Fig.2) produciendo un incremento de la pendiente, mientras que las otras playas son más extensas tanto transversalmente como longitudinalmente ya que se encuentran en regiones donde la isla tiene un relieve suave.

TABLA 2 PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE LOS SEDIMENTOS DE LAS PLAYAS DE LA ISLA CLARIÓN, COLIMA, MÉXICO

La zona supralitoral de las playas A y C presentan una berma de más de 1.50 m, sin embargo en la playa B no existe ninguna berma, atribuyéndose estas diferencias a que las playas A y C están directamente expuestas al oleaje, lo que no sucede con la playa B la cual está protegida dentro de la Bahía Azufre y el oleaje o marea no es capaz de formar alguna berma. El sedimento que se tiene en la zona infralitoral en la playa A de acuerdo a la nomenclatura de Folk (1969) (Fig.4 y Tabla 1) es arena con algo de grava. La fracción de grava es más abundante hacia la zona supralitoral, en la cual va a ser el único constituyente en la Berma y por lo contrario la arena disminuye gradualmente hasta ser nula en la zona supralitoral.

En la zona infralitoral de la playa B se tiene arena con grava, el contenido de esta grava disminuye hacia la zona mesolitoral y supralitoral, donde predomina el sedimento de arena con algo de grava (Tabla 1). La playa C presenta grava arenosa en la parte infralitoral cambiando a grava en la berma al igual como sucede en la playa A.

El contenido de gravas que existen en estas playas sobre todo en las bermas, las cuales presentan alturas por arriba del nivel de mareas hacen suponer que se tratan de playa acrecionales de guijarros definidas por King (1979), esto es que las gravas están construyendo promontorios o bermas por un acarreo de material grueso durante oleajes de tormenta por arriba de la influencia del oleaje normal que varía de 1.50 m en la zona de rompiente hasta 30 cm en la playa. A estos promontorios se les denominó Bermas de Tormenta. Apoyando esto en las trayectorias que siguen muchos ciclones en el Océano Pacífico y que pasan por la isla sobre todo en los meses de junio, julio y agosto (SARH, 1980).

En la zona infralitoral las gravas son más predominantes hacia las partes cercanas a los montes, sobre todo hacia el Farallón de la Bandera, o bien en pequeños manchones en la parte basal de la playa.

Analizando a más detalle las diferentes fracciones de los sedimentos (Fig. 5 y Tabla 2) se notó que en la fracción arenosa existe un predominio de arenas medias a excepción de la zona infralitoral de la playa A donde existe arena fina y la zona infralitoral de la playa C que tiene arena gruesa, por lo que en general los procesos físicos actúan uniformemente en la distribución de sedimentos del tamaño de arena a excepción de la zona infralitoral de estas playas. Estos sedimentos arenosos varían de moderadamente bien clasificados a muy bien clasificados, con una tendencia general a ser asimétricos hacia gruesos y mesocúrticos (Tabla 2).

En estudios sedimentológicos realizados en playas de los estados de Nayarit, Jalisco, Michoacán y Guerrero (Martínez-Bringas y Javier-Castro, 1982); en el estado de Oaxaca (Carranza-Edwards, en prensa) y el estado de Chiapas (Carranza-Edwards, 1986), se determinaron características granulométricas de los sedimentos arenosos de estas playas del continente muy similares a la fracción arenosa de los sedimentos de playa de la isla. Como por ejemplo la Playa Avispas del Estado de Michoacán.

De lo anterior, se puede plantear que en un ambiente de playa en el Pacífico mexicano los procesos físicos de distribución de sedimentos en tamaño arena, principalmente el oleaje son similares independientemente de la ubicación geográfica o geológica, quedando por realizar más estudios que corroboren o modifiquen esta hipótesis.

Por lo que se refiere a la fracción de gravas, estas son preferentemente matatenas medianas a muy grandes, bien clasificadas, asimétricas hacia gruesos y mesocúrticas con tendencia a platicúrticas (Tabla 2). El contenido de estas gravas, la predominancia de las arenas medias y muy particularmente la ausencia o escaso contenido de arenas gruesas a matatenas chicas (0 a -3) (Fig.5) hacen pensar que el depósito de arenas y de gravas se da bajo condiciones físicas de oleaje muy diferentes, esto es, que en época de ciclones como se mencionó anteriormente el oleaje tiene la capacidad de transportar grava de matatenas medianas a muy grandes hasta las bermas de tormenta, mientras que en períodos de calma o de oleaje normal solo puede transportar arenas finas, medias y gruesas, principalmente en la playa B donde la rompiente se encuentra a la entrada de la bahía, llegando solamente un oleaje de derrame de 30 cm de altura a la playa.

Figura 5. Histograma sobre el Tamaño de Sedimentos.

TABLA 3 COMPOSICIÓN PORCENTUAL Y CLÁN MINERALÓGICO DE LOS SEDIMENTOS

Lámina 2. Caleta al Oeste de la Bahía Azufre.

Composicionalmente, a pesar de ser una isla de origen netamente volcánico, los sedimentos predominantes no son derivados de material volcánico, sino que estos sedimentos en la fracción arenosa están formados en promedio por un 95% de coral, un 2% de fragmentos de conchas de pelecípodos y gasterópodos y tan solo un 3% de material volcánico como lo son fragmentos de roca volcánica, cuarzo, feldespatos y vidrio volcánico con trazas de magnetita y hematita. (Tabla 3). Esto posiblemente indique que en la Isla Clarión predomine el intemperismo físico sobre el químico. (Lám. 3a).

La fuente de aporte de material a las playas lo constituye una barrera arrecifal formada frente a las playas de la isla y los materiales piroclásticos localizados principalmente en los extremos de la bahía, siendo el oleaje el principal agente de transporte. El material acarreado por los arroyos en época de lluvias proveniente de la isla y que llega a depositarse en las playas es muy escaso o nulo debido a que este material es retenido mucho antes de llegar a la playa por el cambio de pendientes de los montes de la isla a la pequeña planicie costera donde se encuentra la Laguna Seca, la cual también sirve de trampa de los sedimentos provenientes de las partes altas de la isla. (Fig.1) (Lám. 3b).

Lamina 3. A) Composición de la fracción arena de los sedimentos de playa, B) Panorama de la Bahía Azufre y Laguna Seca.

Las estructuras sedimentarias que se observaron fueron huellas de aves, de tortugas y algunas rizaduras sobre todo en la playa B. En la trinchera excavada en esta playa, se observaron dos estratos, uno superficial formado por arena con algo de grava de coral con un espesor de 20 cm y otro a partir de los 20 cm de profundidad cuyo espesor no fue posible determinar y que está constituido por un lodo arenoso con algo de grava, muestra Bm (20 cm) (Figs.3 y 4 y Tabla l). El lodo que es el 80 % de la muestra está formado por arcilla en un 90 % (Fig.5) y con un 10 % de limo, las fracciones de grava y arena de este sedimento que representa el otro 20 % de la muestra total, son preferentemente matatenas grandes y arenas medias de coral, mismas características que presentan las arenas y gravas del estrato suprayacente, lo que sugiere que este sedimento de lodo con algo de grava es un sedimento lagunar en transición a un sedimento propio de playa como lo son las arenas con algo de grava que están suprayaciendo a este sedimento.

La composición del lodo es de origen volcánico conteniendo en tamaños de limos gruesos fragmentos muy irregulares de cuarzo, feldespatos, magnetita y fragmentos de roca, la arcilla es muy fina y amorfa con 0.15 % de materia orgánica.

Por lo anterior se puede considerar que en un momento de la historia geológica de la isla, la Laguna Seca se extendía más allá de la zona infralitoral hacia mar abierto y que en un proceso de retroceso de la playa estos sedimentos lagunares han sido cubiertos por sedimentos de playa.

Analizando el perfil de la isla (Fig.6) parece ser que las zonas someras de la isla han sido cortadas por el oleaje, sobre todo en, su parte sur, produciendo un oleaje suave y somero, causando un retroceso de la playa lo que implicaría de acuerdo con King (1972) la formación de roca de playa, que junto con las barreras arrecifales son las características principales de playas de zonas tropicales con temperaturas entre 25 y 29°C, aguas poco profundas y transparentes para la formación de arrecifes, mientras que para el desarrollo de roca de playa es necesario según Stoddart (1965) la litificación de material de playa sobre todo de coral por cementación con CaC03 y en condiciones de baja energía, en la zona infralitoral de estas playas se observan pequeños manchones de roca de playa cubiertos por algas que le dan un tono oscuro, sobre todo en los extremos de la playa B.

Es posible que el retroceso en las playas de la isla se deba como sucede frecuentemente en playas continentales, por la elevación del nivel del mar después de la última glaciación.

Figura 6. Perfil de la Isla Clarión.

La zona infralitoral de estas playas es de pendiente suave pero irregular, en las playas desprotegidas del oleaje se presenta una berma de tormenta de más de 1.50 m de altura en su zona supralitoral.

Los sedimentos de las playas son arenas con diferentes porcientos de grava, la fracción arenosa son preferentemente arenas medias, de moderadamente bien clasificadas a bien clasificadas, asimétricas hacia gruesos y mesocúrticas, siendo estas características muy semejantes a sedimentos litorales de playas continentales del Pacífico Mexicano.

Las gravas que se presentan son acarreadas y transportadas por oleaje de tormenta durante el paso de ciclones en esta área, lo cual sucede frecuentemente.

Las arenas y gravas están compuestas principalmente de coral, siendo el contenido de material volcánico mínimo a pesar del origen volcánico de la isla, sugiriendo la principal fuente de aportes en dirección mar-tierra, donde el oleaje juega un papel importante en el transporte de fragmentos de coral desde la zona arrecifal.

El perfil de la isla, la roca de playa y el lodo arenoso con algo de grava considerado como sedimento transicional entre ambiente lagunar y de playa son indicios de que las playas de la Isla Clarión están sufriendo un retroceso.

Se recomienda hacer un estudio sedimentológico a lo largo de estas playas a más detalle para precisar la distribución de este tipo de sedimento, de los manchones de roca de playa y arrecifes de coral. Por otra parte sería importante efectuar una serie de muestreos a profundidad tanto en la playa como en la zona arrecifal que nos indiquen la posición inicial de las playas antes del retroceso de las mismas y de alguna manera poder cuantificar el efecto erosivo del oleaje en las condiciones que imperan en ésta isla.

Paralelamente a lo anterior, sería importante evaluar las variaciones del nivel del mar, ya que en la isla se tienen algunas evidencias de estas variaciones del nivel del mar como lo son el relieve de la isla en las zonas someras y las terrazas marinas que se observan al SW de la isla.

Se agradece el apoyo de las autoridades del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología por las facilidades prestadas en la realización de este trabajo. De manera muy especial a la Armada de México, en particular al destacamento asignado a la Isla Clarión por su valiosa ayuda durante el trabajo de campo. Un reconocimiento especial a Y. Hornelas, a S. Santiago Pérez, a E. Solleiro Rebolledo y a M.E. Guzzy Arredondo, por su colaboración en diferentes etapas de este trabajo.

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