Geomorfología costera y procesos erosivos

El substrato rocoso es conformado por rocas de arcillolitas “chocolates” del Miembro Dos Bocas de la formación Tosagua (Figuras 2 y 3), encima, en algunos sectores de las plataformas de abrasión, afloran estratos discontinuos muy compactos de coquina correspondiente a la formación Tablazo (Figura 4), con espesores en el rango de 2 a 10 metros. Arcillas marinas del Pleistoceno superior con espesores que alcanzan hasta los 5 metros cubren las coquinas y arcillolitas. Posteriormente, sedimentos recientes que en margen costero tienen bien conservadas secuencias sedimentarías y volcánicas del Holoceno, en los acantilados costeros y también en cortes verticales por excavaciones de canteras al interno del cantón (ie., EJ02, EJ04m EJ05). Estos sedimentos son conformados por arenas de playa con oxidación ferrosa y abundante moluscos (Figura 3), cubiertas por cenizas volcánicas de lahares secundarios y por deposición fall-out que alcanzan en algunas unidades litológicas los 0.6 m de espesor (^{Mulas et al., 2015}), por encima arenas grisáceas no cementada, que conforma la litología de muchos cordones litorales de la bahía de Jaramijó.

Toda esta secuencia estratigráfica, en particular los sedimentos Holocénicos indican un tipo de costa emergente con sedimentación progradacional, lo cual significa que esta franja costera se está levantando pocas fracciones de un milímetro cada año (ie., 0.5 mm/año; ^{Pedoja et al., 2006}) o por súbitos levantamientos tectónicos (0.2 a 0.3m), como recientemente documentados en el terremoto de Pedernales 2016, Mw 7.8 (^{Chunga et al., 2017}). Las terminologías de transgresión y progradación dependen del avance o retiro del nivel de mar, cuando el nivel de mar se retira se denomina regresión y desde el continente se incrementa la tasa de sedimentación progradacional; mientras si el nivel de mar avanza hacia el continente hay aportes de sedimentos marinos por transgresión (^{Posamentier et al., 1992}).

Fig. 4 Afloramiento en la bahía de Jaramijó de estratos de coquina de la formación Tablazo, erosionados por la dinámica de las olas marinas. Coordenadas UTM 545.395mE, 9.897.001mN. 

La costa de Jaramijó presenta escenarios de rápidos cambios atribuidos a los procesos marinos (dinámicas de olas y corrientes), estratigráficos (rocas altamente erosionables como la arenisca y limolita), tectónicos (fracturamiento en macizos rocosos y lineamientos estructurales que son los responsables del levantamiento o subsidencia) y morfológicos (terrazas marinas en etapa de erosión por procesos fluviales), que al combinarse con otros factores como los meteorológicos (precipitaciones, temperatura del aire, viento y humedad) ocasionan cambios muy bruscos en el relieve.

Fig. 5 Afectación de viviendas por el retroceso del acantilado debido al incremento del nivel de mar (^{Soledispa, 2012}). 

Los acantilados que se evidencian en la costa se encuentran en proceso de rápida erosión marina formando las plataformas rocosas de abrasión que han quedado por el retroceso de los mismos, es decir las colinas fueron erosionadas y transformadas en planicies rocosas (^{Soledispa, 2012}). Esto se debe a la acción del oleaje y al incremento del nivel del mar, que llegan de forma directa erosionando y desestabilizando los taludes, provocando deslizamientos de tierra en la zona de playa y estos a la vez transportados por las olas a otros sitos. Estos acantilados de baja a mediana altura y de playas arenosas con una pendiente de 5° a 15°.

La bahía de Jaramijó presenta costas con colinas bajas, cortadas como acantilados costeros, con alturas entre 4 y 20 msnm, hacia el continente presenta colinas medias entre los 20 y 82 msnm. Adicionalmente, esta bahía también presenta colinas altas en los límites del cantón Montecristi, alcanzando alturas hasta 175 m (altitudes determinadas desde el análisis de DEM’s, modelos digitales del terreno en una plataforma GIS). En Jaramijó, desde el pie del acantilado hasta las colinas altas, fueron encontradas niveles sedimentarios asociadas a una sedimentación de transgresión que posteriormente fueron levantadas por la tectónica activa de la región (^{Pedoja et al., 2006}). Las terrazas marinas en el sitio presentan erosión dominadas por los factores climáticos como el exceso de altas precipitaciones que se presentaron en algún momento sobre la bahía de Jaramijó, que actualmente son evidentes en la superficie del terreno y en los cortes fluviales, los cuales fueron identificados también con las orthofotos a escala 1: 6.000.

El paisaje geomorfológico tiende a ser combinado con la tectónica activa, ya que es habitual observar las terrazas marinas y sus estratos conformados de moluscos marinos, levantados con desniveles de altitudes en forma de escalera (^{Pedoja et al., 2006}). ^{Burbank & Anderson (2001)}, mencionan que en escalas de tiempo del Holoceno estamos en una época postglacial y que las condiciones climáticas variaban poco respecto a las otras etapas interglaciales registradas en el pasado, estos ciclos climáticos pueden haber dejado huellas fuertes en el paisaje, como se evidencia en Jaramijó al observarse muy acentuadas incisiones fluviales y de rápida erosión en el relieve.

Fig. 6 Tasa de retroceso (en metros) del acantilado en Jaramijó desde posición de las líneas de costas del 2004 y 2014. 

Retroceso de acantilados y transgresión Holocénica

Durante la compilación de datos en el terreno, se pudo evidenciar múltiples deslizamientos a lo largo del margen costero, la dinámica de las olas marinas erosionan el acantilado costero que tiene una altura entre 10 a 18 m, poco a poco colapsan la base del talud y de esta manera retroceden de su posición la línea de contacto océano- continente. En las instalaciones de la Base Naval de Jaramijó, BASJAR, hay evidencia de muelle destruido y muros de concretos arrancados desde sus cimentaciones por el socavamiento del talud debido al incremento del nivel de mar. Además, en esta franja costera (a excepción del muelle artesanal) no hay obras de ingeniería y construcciones de espigones para contrarrestar los efectos de dinámica de erosión por ondas marinas.

Este retroceso del acantilado (por transgresión holocénica) deja al descubierto nuevas evidencias estratigráficas bien conservadas de secuencias sedimentarias del Holoceno (Figura 5) y de niveles de cenizas volcánicas depositadas en dos sentidos (Figura

3), por lahares secundarios de cenizas y por depositación aérea (transporte de cenizas por acción del viento, fall-out).

Fig. 7 Localización de estaciones de muestras de sedimentos de fondos obtenidas con el instrumento “van veen”, en el piso marino en la bahía de Jaramijó. Las muestras P26 a P31 corresponden a la zona de playa intertidal. 

Datos topográficos realizados por el Inocar (desde el 2004 y 2014), a través del equipo GPS RTK Tramble permitieron obtener datos con precisión de altimetría en el terreno y proporcionados en literatura por ^{Chunga et al. (2015)}, demuestran la evidencia propuesta en este estudio de retroceso del acantilado. Además, el análisis de fotos aéreas del año 1965 fue confrontada con las imágenes satelitales proporcionada por “Google earth” del año 2013, y es notorio este cambio de retroceso del acantilado. Todos estos datos topográficos de altimetría y de análisis de fotos aéreas han permitido establecer la rápida tasa de retroceso de este margen costero de 11 a 24 metros cada 10 años o dicho en otro sentido de 1.1 a 2.4 m/año, esto indica la rápida tasa de erosión del acantilado conformado litológicamente por rocas y sedimentos blandos y de fácil ripabilidad (Figura 6).

Reconstrucción de paleocostas

La obtención de 31 muestras de sedimentos en el piso marino de Jaramijó (Figura 7) (hasta el veril -8 metros debajo de nivel de mar) y en la zona intertidal, ha sido realizada empleando una lancha (Figura 8), con un GPS marca Magallan, de alta precisión. El GPS permitió ubicar las coordenadas UTM WGS 1984 datum 17 S, a lo largo de la plataforma interna costera. La posición de coordenadas y toma de muestras tienen un mallado aproximado entre 50 y 100 m. Todas estas muestras han sido enumeradas con las abreviaciones desde P1 hasta P31 (ver Figura 7).

Fig. 8 Embarcación de instrumento de muestreo de sedimento “van veen” para la extracción de muestras de sedimentos en el piso marino alcanzando el veril de -10 metros debajo del nivel de mar. Con la técnica peso y cuerda se determinó la profundidad de columna de agua. 

Durante esta fase de campo también se determinó la columna de agua o profundidad (Z) desde la superficie al piso marino (ver Figura 8), utilizando el método de peso y conteo con cuerda seccionada en metros. Estos datos permiten generar un mapa de distribución de sedimentos de fondos (Figura 9) y de batimetría de detalle referido a la Figura 10. El trabajo en mar compila 25 muestras de sedimentos de fondo tipo limo, limo arenoso, arena limosa y arena media con abundantes moluscos, y 6 muestras de arena de playa en continente (ver Figura 7). Cabe recalcar, que durante la fase de extracción de muestras de sedimentos empleando el instrumento “van veen”, no se obtuvo muestras en zonas rocosas, el poco material arenoso de grano grueso, indica que es roca de tipo coquina (perteneciente a la formación geológica Tablazo) que se encuentra en altos batimétricos del piso marino (ver Figura 9, mapa de distribución de sedimentos de fondos). Se deduce que estos estratos rocosos se encuentran cubiertos por una capa de poco espesor de sedimentos arenosos.

Mapa de distribución de sedimentos y paleo- línea de costa

De acuerdo a los análisis macroscópicos de granulometría realizada a las 25 muestras obtenidas en el piso marino y a la posición de coordenadas UTM se ha procedido a generar un mapa de distribución de sedimentos. En la Figura 9, se puede observar un cambio sedimentológico a medida que nos adentramos al piso marino, en la línea de costa hay predominancia de arena de granulometría fina a media, la cual es representativa a lo largo de la franja de playa.

Fig. 9 Mapa de distribución de sedimentos desde el veril 0 m.s.n.m. hasta los - 8 m y delineación de paleo-costas en los veriles -5.5 y -7.6 m. 

En los veriles batimétricos (Figura 10) entre los -1.5 metros a -3.5m el sedimento es de arena limosa, reduciendo su granulometría a limo arenoso en los veriles -3.5m a -5.5m. En el veril -5.5m a -5.8m una estrecha franja de arena limosa indica un incremento del grano de sedimento, desde los-5.8m a -6.2 hay predominancia de arena fina. Entre los veriles -6.2 a - 7m hay variaciones de sedimentos finos entre arena limosa y limo arenoso. Desde los -7m a -8.2m hay predominancia de sedimento arena limosa. Cabe recalcar que sedimentos de grano medio a grueso se encuentran al noroeste del sitio y un sector aislado a noreste entre los veriles -7.5m a -8m. Altos rocosos en columna de agua somera (veril -1m a 1.5m) se encuentran al suroeste cercano a la línea de costa y al muelle artesanal de Jaramijó (marcado como roca en el mapa), representado en la Figura 9.

Con los datos de profundidad de columna de agua obtenida en la fase de campo, y aplicando el software Surfer10 y GIS ArcMap se ha procedido a interpolar valores de profundidad para la generación de un mapa batimétrico (Figura 10). El método de interpolación empleada en el software Surfer es la técnica “kriging”. Para una mejor visualización del sitio de estudio se ha extraído una imagen satelital de google-earth que ha sido georreferenciado en una plataforma GIS con el programa ArcMap.

Fig. 10 Mapa de batimetría en el sector del muelle Ideal y río Jaramijó. En el sector oeste se puede apreciar el muelle pesquero artesanal de Jaramijó. Los veriles de profundidad son expresados en metros. 

En el perfil batimétrico A-B (Figura 12) se puede evidenciar que desde la línea actual de playa hasta los veriles -5m hay una franja estrecha geomorfológicamente atribuida a una zona de pendiente escarpada entre los 16° a 35° de inclinación. Desde los -5m hasta los -6.5m se presenta una terraza litoral de inclinación suave entre los 2 a 4° posiblemente atribuida a una antigua línea de costa o paleo-costa (ver Figura 9). Desde los -6.5m a -7m el talud poco inclinado de pendiente moderadamente escarpada alcanza inclinaciones entre los 8° a 16°. En el veril -7m se desarrolla una nueva terraza litoral estrecha de pendiente inclinada entre los 4° a 8°, tal forma representa también una paleo costa. Desde los - 7m a -8.2 se evidencia nuevamente un talud moderadamente escarpado entre los 8° a 16° de inclinación (Figura 12).

Fig. 13 Unidades litológicas en estación EJ-02 depositadas en una zona de canal y paleo-acantilado, en la base arcilla marina. 

Para delinear la paleo-costa de edad estimada 43.245 ± 460 años B.P. se empleó el uso de orthofotos y modelo digital del terreno en plataforma GIS, en la Figura 15 se pueden observar relieves de colinas medias con alturas entre 20 a 45 m.s.n.m. (paleo- acantilados). Este paisaje fue rápidamente modificado por subsiguientes aportes de flujos de detritos o deslizamientos como los observados en la columna estratigráfica de la estación EJ-02 (Figura 13). Para comprender mejor la evolución paleogeográfica, se elaboró un perfil topográfico indicando las terrazas o levantamientos tectónicos de nuestro estudio, más aquella información proporcionada por ^{Pedoja et al. (2006)}.

Fig. 14 Delineación de los MIS (Marine Isotope Stages) durante los últimos 200.000 años y su relación de paleocostas y variaciones del nivel de mar (^{Martison et al., 1987}). 

Desde el corte de acantilado de la estación EJ-03 y de los localizados 4 kilómetros al interior del continente, de las estaciones EJ-02, EJ-04 y EJ-05 (ubicación en Figura 1), se evidenció un nivel arenoso con abundantes restos de icnofacies (estructuras sedimentarias producto de la actividad orgánica). Los icnofacies son estructuras que reflejan la actividad de organismos como perforaciones, senderos, pistas, madrigueras y pellets, se utilizan como pistas para identificar algunas condiciones de depósito y además aportan información útil para la interpretación paleo- ambiental. El desarrollo de estas comunidades bentónicas es controlado por varios factores ecológicos como disponibilidad de oxígeno, la salinidad, temperatura, luminosidad, la consistencia del sustrato, la turbulencia y energía del agua de fondo, la velocidad del depósito y, por los eventos que los alteran (tormentas, corrientes de turbidez, lluvia de ceniza) (^{Shackleton, 1978}). Los icnofacies se preservan mejor en areniscas y arenas, tanto el tamaño de grano como las condiciones de depósito contribuyen a su preservación.

Fig. 15 Localización de perfil topográfico A - B para la reconstrucción paleogeográfica. Paleoacantilado de edad ~43.245 años ± 460 B.P., marcado con línea negra con tendencia NW-SE. 

En el perfil A-B de la Figura 15, este nivel arenoso de icnofacies puede representar la zona sublitoral acontecida probablemente durante el periodo de interglaciación del MIS 5e, cuando el nivel de mar alcanzaba los +8 metros por encima del nivel actual del mar (Figura 14), hace ~ 120.000 años atrás. La tasa de levantamiento tectónico estimado para Jaramijó en este estudio, desde datos de altimetría confrontando con las edades de las terrazas y paleoacantilados costeros, es de 0.5 mm/año a 0.98 mm/año (^{Quiñónez-Macías, 2016}). ^{Pedoja et al. (2006)}, estima una tasa de 0.31mm/año a 0.39 mm/año, considerando terrazas marinas de edades entre 120.000 años (MIS 5e) y 220.000 años (MIS 7) y 330.000 años (MIS 9).

Los niveles sedimentarios analizados comprenden depósitos acontecidos en el MIS 3 a MIS 1. El nivel de estrato arenoso EJ-2E tiene una datación de Cal. BC 41.295 a 40.140 años (Cal. BP 43.245 a 42.090 años). En la Figura 17 hacemos referencia a la edad 43.245 años ± 460 B.P., donde la línea de costa de aquel tiempo se encontraba a 4 kilómetros de distancia de la costa actual.

Para una mayor compilación de datos para la reconstrucción paleogeográfica y dependiendo del sitio de estudio, se debe considerar el escenario geológico, el sitio de Jaramijó tiene aportes sedimentarios por las transgresiones marinas del periodo interglacial y aportes progradacionales significativos durante los periodos proglaciales (después de la terminación de la glaciación). Este último aporte puede estar asociado a los vastos deslizamientos coluviales, de flujos de detritos o de lahares secundarios de cenizas provenientes desde las colinas medias y altas del sector sur y sureste del cantón Jaramijó (Figura 15).

Secuencias estratigráficas fueron erosionadas en el terreno sin embargo las restante unidades litológicas aflorantes en las estaciones de muestreos han permitido reconstruir terrazas más recientes desde el Pleistoceno superior al Holoceno, como la T1 a una altitud de 20 m.s.n.m, terraza T2 a una altitud entre los 30 m.s.n.m. y la T3 a una altitud entre los 43 a 57 m.s.n.m (^{Chunga et al., 2016}; ^{Quiñónez-Macías, 2016}). Es importante indicar que esta última terraza T3 es considerada por ^{Pedoja el at. (2006)}, y que esta investigación ha delineado dos nuevas terrazas las cuales en su mayor parte se encuentra cubierta por deslizamiento de lahares secundarios de cenizas volcánicas (^{Mulas et al., 2015}).

Fig. 16 Estación geológica de muestra EJ-02 con moluscos de Trachycardium (Mexicardia) procerum, y el de menor dimensión el Divalinga perparvula, ambas especies de ambiente marino nerítico (^{Keen, 1971}). Datación 14C por el laboratorio Beta Analytic, de 43.245 ± 460 años BP. 

Los datos de isotopo estable de oxigeno δ 18O referida a la unidad litológica de la estación EJ-02, indica valores de -1 y -1.5 (Figura 17), ambos valores corresponden a dos tipos de muestras ubicadas en diferentes distancias, pero perteneciente a un mismo nivel sedimentario en la estación EJ-02. La correlación de este dato puede ser interpretado como una etapa interestadial (años cálidos que pueden durar menos de 10.000 años al interior de una época glacial) dentro del periodo glacial del MIS 3 (ver Figura 17), probablemente un rápido ascenso de mar proporcionó aportes sedimentarios marinos y moluscos hace 43.245 años ± 460 B.P.

Fig. 17 Esquema de terrazas marinas para sitio Jaramijó yconfrontación con los MIS 1 a 3. Arriba: Variación de nivelde mar en los últimos 200.000 años (^{Shackleton, 1978};^{Martinson et al., 1987}) y etapa interestadial en el MIS 3identificada en este estudio. Abajo: perfil topográfico deterrazas levantadas por tectónica activa (0.5 a 0.98 mm/año).Datación14Cde estación EJ01 desde Mulas et al., 2015. 

Las especies de bivalvos(Figura 16)identificadasen este estudio (27 en total y descrito su ambientesedimentario) indican que el nivel EJ-02 durante sufase de sedimentación se encontraba en columna deagua entre los 0 a-30 metros, zona sublitoral de laplataforma interna, esta deducción es confirmada yaque durante el trabajo de campo se buscó estas mismasespecies de moluscos en la playa actual, noencontrando los caparazones de bivalvos completospero sí se encuentran algunos de ellos a unaprofundidad de columna de agua entre-8 a-10 metros,los cuales fueron observados en el trabajo de mar enlancha donde se extrajo muestras de sedimentos defondo con el instrumento van veen(Figura 8).