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La formación de rocas sedimentarias en la cuenca del río Nilo: procesos físicos e impacto humano
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Contexto geológico e hidrológico de la cuenca del Nilo
La cuenca del río Nilo es uno de los sistemas de ríos más largos de la Tierra, que se extienden a más de 6.650 kilómetros de sus aguas del centro de África al mar Mediterráneo. Esta vasta red de drenaje, que abarca más de 3 millones de kilómetros cuadrados, atraviesa una notable variedad de provincias geológicas. La cuenca del riñón se encuentra muy ligada a su historia tectónica, los gradientes climáticos y los caños de ríos antiguos.
El moderno Nilo está compuesto por dos sistemas tributarios primarios: el White Nile, que origina relativamente estable del lago Victoria y de la región de los Lagos Ecuato, y el Blue Nile y Abajo Río Atbara], que se extiende por temporada
El fundamento geológico de la cuenca incluye el Escudo Nubiano (Rocos del sótano precambránico) en el sur y el este, el Metacratón del Sahara en el oeste y el norte, y las secuencias gruesas de rocas sedimentarias Phanerozoicas que forman las extensas plaquetas de Egiptoeno y Sudán
Procesos físicos de producción y transporte de sedimentos
La transformación de roca sólida en capas sedimentarias de roca dentro de la cuenca del Nilo sigue una secuencia bien definida de clima, erosión, transporte, deposición y diagenesis. Cada paso se modula por condiciones ambientales específicas que varían drásticamente a lo largo del río Cón#8217; s curso.
El tiempo en las regiones de origen
El tiempo es el primer paso crítico en el ciclo sedimentario. En el Etiopía Highlands, el tiempo químico domina debido al clima tropical húmedo y la abundancia de basalto y trapo. La lluvia intensa impulsa la hidrolisis de minerales de silicato, convirtiendo óxidos de hierro ricos en basalto (laterites) y minerales de arcilla.
En contraste, las regiones aridas e hiperáridas de Sudán y Egipto están dominadas por procesos de climatización física. Las variaciones extremas de temperatura provocan exfoliación y insolación de las afloramientos de piedra arenisca y piedra caliza. Crecimiento de sal cerca de camas wadi y las terrazas Nile fragmentan el río de manera efectiva a través de la haloclastia.
Dinámicas de transporte y carga de sedimento
El río Nilo y sus afluentes transportan sedimentos en tres formas distintas: carga de agua (la arena gruesa y la grava rodando a lo largo de la parte inferior), carga sostenida (la fina silencia y la arcilla transportadas dentro de la columna de agua) y la carga disuelta].
El Nilo Azul, durante su inundación máxima en julio y agosto, lleva una concentración de sedimentos suspendidos extraordinaria que convierte el agua en un marrón profundo. Las cargas de sedimentos típicas medida en la frontera sudanesa pueden superar 1.500 partes por millón, transportando una cantidad estimada 120 millones de toneladas de sedimento por año antes de la construcción de presas modernas.
La energía del río dicta donde se desprenden los sedimentos. Cuando el Nilo Azul sale de las tierras altas pronunciadas sobre la Gezeira Plain de Sudán, su velocidad cae abruptamente. Este entorno obliga a la inmediata deposición de la carga de cama más gruesa, formando un importante abanico aluvial. La arcilla más fina y el silto permanecen en suspensión más largo, viajando cientos de kilómetros para depositar históricamente en Egipto.
Medios de situacionales a través de la cuenca
La deposición es altamente variable espacialmente dentro de la cuenca del Nilo. Varios entornos deposición clave definen la región del cuerpo #8217;s carácter sedimentario.
- Abanicos aluviales: Estos son prominentes a los pies del escarpamiento etíope y donde los wadis del desierto se encuentran con el principal canal del Nilo. Consisten en sedimentos mal ordenados y agrietados, que van desde rocas a arena, reflejando eventos de flujo episódico de alta energía.
- Floodplains: El clásico Nilo inundable en Egipto y Sudán es un altamente fértil Vertisol desarrollado a partir de la deposición anual de silencia y arcilla rica en nutrientes. Históricamente, cada inundación de verano estableció una nueva capa de sedimento, construyendo la superficie de tierra por milímetros por siglo y sosteniendo la civilización.
- El Delta del Nilo: Este es el último sumidero para la mayor parte de la cuenca del río #8217; su carga sedimentaria. El delta es un sistema dinámico de distribuciones, lagunas y barras de arena costera. Secuencias gruesas de arena, silencia y arcilla se han acumulado aquí durante más de 10.000 años desde que los niveles de costa se estabilizan después del último máximo glacial.
- Sedimentos de lagos:] La deposición dentro del lago Nasser (detrás de la presa alta de Aswan) y el antiguo lago Moeris (depresión fayum) ahora describidos muestra diferentes características. Los sedimentos de los lagos son típicamente arcillas y llagas laminadas, intercaladas con depósitos evaporitos en cuencas cerradas áridas.
Diagenesis: La transformación en roca
Una vez depositado, el sedimento suelto debe someterse a diagenesis para convertirse en roca sedimentaria sólida. Este proceso implica compacción] y cementación. Dentro de la cuenca del Nilo, los sedimentos modernos en el llanura inundable y el delta todavía no se han consolidado.
El peso de los sedimentos de sobresuelo se aplana y compacta las capas inferiores, el agua expelente y la reducción del espacio poro. Los minerales disueltos, principalmente el carbonato de calcio (calcite), sílice y óxidos de hierro, precipitan de las aguas subterráneas y unen los granos de sedimento juntos. Nubian Sandstone
Tipos de roca semimorfológicas clave y características geomorfológicas
La cuenca del Nilo alberga una amplia gama de rocas sedimentarias y características geomorfológicas que registran una larga y compleja historia geológica.
- Nubian Sandstone: Esta es la unidad sedimentaria más prominente en la cuenca del Nilo medio y superior. Es una secuencia de arenisca masiva y porosa que forma el Nubian Sandstone Aquifer System, uno de los mayores acuíferos de agua fósil en el mundo. Representa extensas bandas fluviales y blancas
- Eoceno Limestone (Mokattam Group): Esta formación de rocas predomina en los desiertos orientales y occidentales de Egipto. Es rico en fósiles marinos, indicando un ecosistema marino poco profundo prolífico. La famosa piedra caliza utilizada para construir las pirámides de Giza fue cuartada de estas formaciones. Es difícil, duradera y muy resistente al clima para la erosión
- Evaporites: En cuencas cerradas como la Depresión de Qattara, Siwa Oasis, y a lo largo de la costa del Mar Rojo, la evaporación intensa conduce a la precipitación de sales como el agua corriente (sal de rocoso) y el depósito de agua estriado.
- Rescenso Silt y depósitos de arcilla: El aluvión de Holoceno-age del llanura de inundación y delta constituye la capa sedimentaria más joven. Es inconsolidado, altamente fértil y críticamente importante para la agricultura. Es el sedimento producido por la erosión de las tierras altas de Etiopía y depositado por el ciclo anual de inundación.
Impacto humano en procesos sedimentarios en la era moderna
Las actividades humanas han alterado profundamente la dinámica sedimentaria natural de la cuenca del río Nilo, sobre todo desde finales del siglo XIX y XX. La construcción de grandes presas, cambios en el uso de la tierra y intervenciones de ingeniería han creado un delta y un sistema fluvial que son funcionalmente diferentes de su estado natural.
La alta presa de Aswan y la estrella de sedimento
La terminación del sedimento Aswan High Dam en 1970 representa la mayor alteración humana en el Nile Aunt#8217;s sediment budget. La presa fue diseñada para la generación de energía hidroeléctrica, control de inundaciones y riego total. La enorme Lake Nasser embalse, con una capacidad de almacenamiento de 132 kilómetros
Las consecuencias de la inanición de sedimentos son graves y generalizadas. El Delta del Nilo, privado de su reposición regular de silencia, está ahora en proceso de erosión neta en lugar de crecimiento. Las costas costeras están retrocediendo por varios metros por año en muchos lugares. El fenómeno de la subsidiación de la Tierra ]
Además, el agua clara de la presa ha aumentado su capacidad erosiva. Se recorren los fondos de los ríos y los bancos ríos río abajo de Aswan, un proceso conocido como degradación de los ríos]. Esto ha reducido los niveles de agua en los canales de riego, que requieren costosas modificaciones de bombeo, y ha socavado los cimientos de algunos puentes y barracas.
Cambios de uso de la tierra y Erosión del suelo
Mientras que las presas atrapan sedimento, los cambios en la captación superior han aumentado las tasas de erosión del suelo. El crecimiento demográfico y la expansión agrícola en las tierras altas de Etiopía han llevado a una deforestación generalizada y sobregrazamiento. Esto expone los frágiles suelos volcánicos a la intensa lluvia de la estación monzón, causando una fuerte erosión de la hoja y el erosión.
Riego y salinización
El cambio de riego de cuenca (inundación anual) a irrigación de canales perennes ha cambiado fundamentalmente el equilibrio de agua y sal de los suelos egipcios. Sin la inundación anual de agua fresca y de almigas a la salmuera acumulada del perfil del suelo, la acumulación de sal se ha convertido en un problema agrícola importante en el delta y a lo largo del valle.
La Gran Renacimiento Etíope (GER)
El relleno y funcionamiento de la Gran presa renacentista etíope en el Nilo Azul representa un nuevo capítulo en la cuenca N° 8217; s gestión de sedimentos. Esta presa masiva atrapará prácticamente todos los sedimentos que habrían fluido de Etiopía hacia Sudán y Egipto. Esto en gran medida detendrá la deposición de sedimentos en la llanura del río Gezira y el valle del trile.
Perspectivas futuras para el sistema semidimentario de la cuenca del Nilo
El sistema de sedimentos de alta calidad, que se mantiene bajo control de los ríos, seguirá formando el paisaje sedimentario de la cuenca del río Nilo. Cambio climático añade mayor incertidumbre, con proyecciones que indican una mayor intensidad de precipitaciones en las tierras altas de Etiopía, potencialmente aumentando las tasas de erosión, junto con el aumento de los niveles de mar que inundan y erosionan el ya deshombre Delta del río.