Isola barriera

Le isole barriera sono forme costiere costiere e un tipo di sistema di dune che sono aree di sabbia eccezionalmente pianeggianti o grumose che si formano per ondata e azione di marea parallelamente alla costa continentale. Di solito si verificano in catene, costituite da qualcosa che va da poche isole a più di una dozzina. Sono soggetti a cambiamenti durante tempeste e altre azioni, ma assorbono energia e proteggono le coste e creano aree di acque protette dove le zone umide possono prosperare. Una catena di barriera può estendersi ininterrottamente per oltre un centinaio di chilometri, ad eccezione delle insenature di marea che separano le isole, la più lunga e ampia è l'Isola di Padre del Texas. La lunghezza e l'ampiezza delle barriere e la morfologia generale delle coste della barriera sono correlate a parametri tra cui la marea, l'energia delle onde, la fornitura di sedimenti, le tendenze del livello del mare e i controlli del seminterrato. La quantità di vegetazione sulla barriera ha un grande impatto sull'altezza e sull'evoluzione dell'isola.

Catene di isole barriera si trovano lungo circa il 13-15% delle coste del mondo. Mostrano impostazioni diverse, suggerendo che possono formarsi ed essere mantenute in una varietà di impostazioni ambientali. Numerose teorie sono state date per spiegare la loro formazione.

Parti costitutive

Riva inferiore

La riva è la parte della barriera in cui l'oceano incontra la costa dell'isola. Il corpo dell'isola barriera separa la superficie della costa dall'area piatta della costa e della laguna / marea. Le caratteristiche comuni alla riva inferiore sono sabbie fini con fango e possibilmente limo. Più avanti nell'oceano il sedimento diventa più fine. L'effetto delle onde a questo punto è debole a causa della profondità. La bioturbazione è comune e molti fossili possono essere trovati qui.

Riva centrale

La faccia della sponda centrale si trova nella sponda superiore. La sponda centrale è fortemente influenzata dall'azione delle onde a causa della sua profondità. Più vicino alla costa la granulometria saranno sabbie di medie dimensioni con pezzi di conchiglia comuni. Poiché l'azione delle onde è più pesante, la bioturbazione non è probabile.

Riva superiore

La faccia della riva superiore è costantemente influenzata dall'azione delle onde. Ciò si traduce nello sviluppo di strutture sedimentarie a spina di pesce a causa del costante flusso di onde diverse. La granulometria è una sabbia più grande.

Foreshore

La battigia è l'area a terra tra l'alta e la bassa marea. Come la riva superiore, è costantemente influenzato dall'azione delle onde. Sono presenti letti incrociati e laminazione e sono presenti sabbie più grossolane a causa dell'alta energia presente dallo schianto delle onde. Anche la sabbia è molto ben ordinata.

retrospiaggia

La costa è sempre al di sopra del punto più alto del livello dell'acqua. Qui si trova anche il berme che segna il confine tra la costa e la costa. Il vento è il fattore importante qui, non l'acqua. Durante le forti tempeste, le onde alte e il vento possono trasportare ed erodere i sedimenti dalla costa.

Dunes

Le dune sono tipiche di un'isola barriera, situata nella parte superiore della costa. Le dune sono fatte dal vento. Vedi Dune costiere per ulteriori informazioni. Le dune mostreranno le caratteristiche delle tipiche dune eoliche soffiate dal vento. La differenza qui è che le dune su un'isola barriera in genere contengono radici di vegetazione costiera e bioturbazione marina.

Laguna e appartamenti di marea

L'area lagunare e piatta delle maree si trova dietro l'area delle dune e della costa. Qui l'acqua è ferma e questo consente di depositare limo, sabbia e fango. Le lagune possono ospitare un ambiente anaerobico. Ciò consentirà la formazione di elevate quantità di fango organico ricco. Anche la vegetazione è comune.

Posizione

Australia

Moreton Bay, sulla costa orientale dell'Australia e direttamente ad est di Brisbane, è riparata dall'Oceano Pacifico da una catena di isole barriera molto grandi. Correndo da nord a sud sono Bribie Island, Moreton Island, North Stradbroke Island e South Stradbroke Island (le ultime due erano una sola isola fino a quando una tempesta ha creato un canale tra loro nel 1896). North Stradbroke Island è la seconda isola di sabbia più grande del mondo e Moreton Island è la terza più grande.

Fraser Island, un'altra isola barriera situata a 200 km a nord della baia di Moreton sulla stessa costa, è la più grande isola di sabbia del mondo.

stati Uniti

Sono visti soprattutto sulla costa orientale e sulla costa del Golfo degli Stati Uniti, dove ogni stato, che si estende dal Maine alla Florida e dalla Florida al Texas su ogni costa, ha almeno una parte di un'isola di barriera, che si estende a più di venticinque per la Florida . Tuttavia, questa catena è internazionale. Inizia alle Isole Magdalen del Quebec e termina in Messico. Non sono state trovate isole barriera sulla costa del Pacifico degli Stati Uniti a causa della costa rocciosa e della breve piattaforma continentale, ma è possibile trovare penisole barriera. Le isole di barriera sono visibili anche sulla costa artica dell'Alaska.

Canada

Le Isole Barriere si trovano anche nel Canada marittimo e in altri luoghi lungo la costa. Un buon esempio si trova nella baia di Miramichi, nel New Brunswick, dove Portage Island, Fox Island e Hay Island proteggono la baia interna dalle tempeste nel Golfo di Saint Lawrence.

Messico

La costa del Golfo del Messico ha numerose isole di barriera e penisole di barriera.

Nuova Zelanda

Le isole barriera sono più diffuse nel nord di entrambe le isole principali della Nuova Zelanda. Notevoli isole barriera in Nuova Zelanda includono Matakana Island, che custodisce l'ingresso del porto di Tauranga e Rabbit Island, all'estremità meridionale della baia di Tasman. Vedi anche la Boulder Bank di Nelson Harbour, di seguito.

Europa

Le Isole Barriere si possono osservare nel Mar Baltico e sono una caratteristica distintiva delle Isole Wadden, che si estendono dai Paesi Bassi alla Danimarca. Il Lido di Venezia è una notevole isola barriera che per secoli ha protetto la città di Venezia in Italia.

Altrove

Le Isole Barrier possono essere osservate in tutti i continenti sulla Terra, tranne l'Antartide.

Processi

Migrazione e sovrascrittura

I livelli dell'acqua potrebbero essere più alti dell'isola durante gli eventi di tempesta. Questa situazione può portare a un lavaggio, che porta la sabbia dalla parte anteriore dell'isola verso la parte superiore e / o verso terra dell'isola. Questo processo porta all'evoluzione e alla migrazione dell'isola barriera.

Concetto di larghezza critica

Le isole barriera sono spesso formate per avere una certa larghezza. Il termine "concetto di larghezza critica" è stato discusso con riferimento ai depositi di isole barriera, sbalzi e lavaggi dagli anni '70. Il concetto afferma fondamentalmente che i processi di sovrascrittura erano efficaci nella migrazione della barriera solo dove la larghezza della barriera è inferiore a un valore critico. L'isola non si restringeva al di sotto di questi valori perché la sovrascrittura era efficace nel trasporto di sedimenti sull'isola della barriera, mantenendo così il passo con il tasso di recessione del litorale oceanico. Sezioni dell'isola con larghezze maggiori hanno sperimentato depositi di washover che non hanno raggiunto la baia, e l'isola è stata ristretta dalla recessione del litorale oceanico fino a raggiungere la larghezza critica. L'unico processo che ha allargato la barriera oltre la larghezza critica è stata la violazione, la formazione di un banco di inondazioni parzialmente subaeriale e la successiva chiusura dell'ingresso. Per la presente discussione, l'ampiezza della barriera critica è definita come la più piccola dimensione cross-shore che minimizza la perdita netta di sedimenti dall'isola della barriera durante la durata del progetto definita. L'ampiezza della larghezza critica è correlata alle fonti e ai pozzi di sabbia nel sistema, come il volume immagazzinato nelle dune e il trasporto netto di sabbia a costa lunga e trasversale, nonché l'elevazione dell'isola. Il concetto di larghezza critica è importante per il ripristino di isole barriera su larga scala, in cui le isole vengono ricostruite in altezza, larghezza e lunghezza ottimali per fornire protezione a estuari, baie, paludi e spiagge continentali.

Teorie della formazione

Gli scienziati hanno proposto numerose spiegazioni per la formazione di isole barriera da oltre 150 anni. Esistono tre teorie principali: barra offshore, accrescimento allo spiedo e immersione. Nessuna singola teoria può spiegare lo sviluppo di tutte le barriere, che sono ampiamente distribuite lungo le coste del mondo. Gli scienziati accettano l'idea che le isole barriera, compresi altri tipi di barriera, possano formarsi con una serie di meccanismi diversi.

Sembra che ci siano alcuni requisiti generali per la formazione. I sistemi di isole barriera si sviluppano più facilmente su coste dominate dalle onde con un intervallo di marea da piccolo a moderato. Le coste sono classificate in tre gruppi in base al range di marea: microtidal, 0–2 metri di marea; mesotidal, intervallo di marea 2-4 metri; e macrotidale,> 4 metri di marea. Le isole barriere tendono a formarsi principalmente lungo le coste microtidali, dove tendono ad essere ben sviluppate e quasi continue. Si formano meno frequentemente nelle coste mesotidali, dove sono generalmente brevi con insenature di marea comuni. Le isole barriera sono molto rare lungo le coste macrotidali. Insieme a un piccolo intervallo di marea e una costa dominata dalle onde, ci deve essere una piattaforma con pendenza relativamente bassa. Altrimenti, l'accumulo di sabbia in un banco di sabbia non si verificherebbe e sarebbe disperso in tutta la costa. Un'ampia fornitura di sedimenti è anche un requisito per la formazione di isole barriera. L'ultimo requisito fondamentale per la formazione di isole barriera è un livello del mare stabile. È particolarmente importante che il livello del mare rimanga relativamente invariato durante la formazione e la crescita dell'isola barriera. Se i cambiamenti del livello del mare sono troppo drastici, il tempo sarà insufficiente affinché l'azione delle onde accumuli sabbia in una duna, che alla fine diventerà un'isola barriera attraverso l'aggradazione. La formazione di isole barriera richiede un livello del mare costante in modo che le onde possano concentrare la sabbia in una posizione.

Teoria della barra offshore

Nel 1845 il francese Elie de Beaumont pubblicò un resoconto della formazione della barriera. Credeva che le onde che si muovevano in acque poco profonde sollevassero la sabbia, che si depositava sotto forma di una barra sottomarina quando le onde si rompevano e perdevano gran parte della loro energia. Man mano che le barre si sviluppavano verticalmente, si alzavano gradualmente sul livello del mare, formando isole barriera.

Teoria dell'accrescimento allo spiedo

Il geologo americano Grove Karl Gilbert sostenne per la prima volta nel 1885 che i sedimenti barriera provenivano da fonti costiere. Proponeva che i sedimenti che si muovevano nella zona del frangente per mezzo dell'agitazione da onde in deriva lungo la costa avrebbero costruito sputi che si estendevano da promontori paralleli alla costa. La successiva violazione degli sputi da parte delle onde di tempesta formerebbe isole barriera.

Teoria delle sommergenze

William John McGee ha ragionato nel 1890 che le coste orientali e del Golfo degli Stati Uniti erano in fase di sommersione, come dimostrano le numerose valli fluviali annegate che si verificano lungo queste coste, tra cui le baie di Raritan, Delaware e Chesapeake. Credeva che durante la sommersione, le creste costiere fossero separate dalla terraferma e si formassero lagune dietro le creste. Ha usato le isole barriera del Mississippi-Alabama (formate da Cat, Ship, Horn, Petit Bois e Dauphin Islands) come esempio in cui la sommersione costiera formava isole barriera. La sua interpretazione è stata successivamente dimostrata errata quando le età della stratigrafia costiera e dei sedimenti sono state determinate con maggiore precisione.

Lungo la costa della Louisiana, gli ex lobi del delta del fiume Mississippi sono stati rielaborati dall'azione delle onde, formando complessi di creste sulla spiaggia. L'affondamento prolungato delle paludi dietro le barriere ha trasformato queste ex zone umide con vegetazione in aree di mare aperto. In un periodo di 125 anni, dal 1853 al 1978, due piccole baie semi-protette dietro la barriera si svilupparono come il grande specchio d'acqua del lago Pelto, portando al distacco delle isole Dernieres dalla terraferma.

Boulder Bank

Un'insolita struttura naturale in Nuova Zelanda può fornire indizi sui processi di formazione delle isole barriera. La Boulder Bank, all'ingresso di Nelson Haven all'estremità settentrionale dell'Isola del Sud, è un tratto unico di 13 km di substrato roccioso di alcuni metri di larghezza. Non è strettamente un'isola barriera, poiché è collegata alla terraferma ad un'estremità. La Boulder Bank è composta da granodiorite di Mackay Bluff, che si trova vicino al punto in cui la banca si unisce alla terraferma. Si è ancora discusso su quale processo o processi abbiano portato a questa strana struttura, sebbene la deriva in mare aperto sia l'ipotesi più accettata. Dal 1892 sono stati condotti studi per determinare la velocità del movimento del masso. Le velocità del movimento della ghiaia sulla rotta superiore sono state stimate a 7,5 metri all'anno.

Importanza ecologica

Le isole barriere sono di fondamentale importanza per mitigare le ondate oceaniche e altri eventi di tempesta per i sistemi idrici sul lato continentale dell'isola di barriera, oltre a proteggere la costa. Questo crea efficacemente un ambiente unico con acqua salmastra a energia relativamente bassa. Sistemi di zone umide multiple come lagune, estuari e / o paludi possono derivare da tali condizioni a seconda dell'ambiente circostante. Sono in genere habitat ricchi per una varietà di flora e fauna. Senza isole barriera, queste zone umide non potrebbero esistere; sarebbero stati distrutti dalle onde e dalle maree quotidiane dell'oceano nonché dagli eventi di tempesta dell'oceano. Uno degli esempi più importanti sono le isole barriera della Louisiana.