Geologia de l'Illa de Livingston (Shetland del Sud, Antàrtida). Del Mesozoic al Present

Abstract

Aquest treball es basa en les dades recollides al llarg de quatre campanyes de camp a l'Illa de Lívingston (Shetland del Sud. Antàrtida). L'objectiu principal és donar una visió coherent de la geologia del conjunt de l'illa, dins del seu marc geològic regional. La tesi comprèn (1) una síntesi geològica regional, (2) una compilació de dades sobre la geologia mesozoica a quaternària de l'Illa de Livingston i (3) una discussió de diversos punts clau de l'evolució geològica, amb especial èmfasi en la geomorfologia i la història quaternària. Els resultats més importants els sintetitzem a continuació:<br/><br/>L'Illa de Lívingston es divideix en diversos blocs tectònics. Les falles que separen els diferents blocs estan directament relacionades amb l'obertura del rift neògen de Bransfield. La tectònica de blocs influencia les variacions espacials en la intensitat d'erosió, l'aflorament de nivells més o menys profunds de la successió estratigràfica i. conjuntamente amb l'erosió diferencial, la distribució de les unitats fisiogràfiques.<br/><br/>Les plataformes d'erosió marina que es troben fins a una altitud de 120 m tenen una edat de Miocè inferior a Pleistocè. Aquestes plataformes s'han pogut formar únicament durant els estatges interglacials o durant períodes interglacials anteriors, quan el substrat es trobava parcialment descobert de gel i era susceptible a ser afectat pels processos d'erosió marina.<br/><br/>Les Illes Shetland del Sud, probablement han experimentat aixecament tectònic des dels inicis de l'obertura del rift de Branstield. L'aixecament tectònic no ha superat la velocitat<br/>nutjana de 0.4 m/ka. A aquest aixecament tectònic relativament lent, l'arxipèlag ha estat afectat per altres moviments verticals d'orígen glàcio-isostàtic, molt més ràpids, associats a les fluctuacions glacials del Quaternari i del Terciari superior.<br/><br/>Durant el Darrer Màxim Glacial (al voltant de 21-18 ka B.P.), el gruix màxim de glaç a 1'Illa de Livingston probablement se situava entre 500 i 700 m. amb la qual cosa el glaç es trobava en contacte amb el substrat rocós fins a una profunditat de més de 400 m per sota del nivell del mar actual. Aquesta reconstrucció és compatible amb la presència d'un únic casquet glacial que hauria recobert el conjunt de l'arxipèlag de les Shetland. Si el temps de desglaçament proposat per la zona de la Peninsula Antàrtica és correcte (al voltant de 10 ka B.P.), el nivell de màxima inundació durant l'Holocè no hauria superat els 25-30 m. El desglaçament de l'arxipèlag i de la Península Antàrtica ha produït un aixecament glàcioisostàtic des de 10 ka B.P. L'emersió resultant ha permès la sedimentació de les platges aixecades Holocenes. Aquest model evolutiu implica que les platges situades a més de 30 m d'altitud sobre el nivell del mar actual han de ser pre-Holocenes, que es van haver de sedimentar durant algun període interglacial pleistocè i que han d'haver-se preservat parcialment, malgrat haver estat cobertes pel gel durant una o més glaciacions.<br/><br/>El registre glacial a l'Illa de Livingston permet de reconèixer un mínim de quatre fases glacials. Les dues fases glacials més antigues tenen una edat superior a 6.000 a B. P. i probablement registren fases d'estabilització o reavenç glacial associades al darrer màxim glacial o a la deglaciació posterior. Les dues fases glacials més recents són posteriors a 720 ka B.P. i s'inclouen dins de la Petita Edat del Gel.

Livingston Island is divided into several tectonic blocks. Faults bounding these blocks are directly related to opening of the Neogene Bransfield rift Tectonic block movements influence the spatial variations in erosion intensity, the outcrop of deeper or shallower stratigraphic levels and, together with differential erosion, the distribution of physiographic units.<br/><br/>Marine erosion platforms located at around 120 m and below have an early Miocene to late Pleistocene age. Platforms could only have been cut during interglaciations or nonglacial periods, when the substrate was locally free of ice and susceptible lo modification by marine processes. The South Shetland Islands probably underwent tectonic uplift after the first stages in the evolution of Bransfield rift. The tectonic uplift was produced at an average of less than 0.4 m/ka. Superimposed on this relatively slow tectonic uplift movement, the archipelago has been affected by other much faster vertical movements of glacio-isostatic origin, associated with Quatenary and late Tertiary glacial fluctuations.<br/><br/>During the Last Glacial Maximum (around 21 to 18 ka), Ice on Livingston Island probably had a maximum thickness of about 500 to 700 m and was grounded at depths of more than 400 m below present sea level, which is consistent with a single ice cap covering the whole central South Shetland Islands. If the assumed timing of deglaciation in the South Shetland Islands and the Antarctic Peninsula is correct, the maximum Holocene inundation would not have been 25 to 30 m. Deglaciation of the archipelago and the Antarctic Peninsula has produced glacio-isoslatic uplift since 10 ka BP. The resulting emergence allowed deposition of the Holocene raised beaches. This evolutive model implies that beaches or residual beaches above 30 m must have been deposited during interglaciations prior to the Holocene and must have been partially preserved in spite of being covered by ice during one or more glaciations. Several glacial phases are recognised from at least 6.4 ka BP to Present. We distinguish two recent glacial phases, at 720-330 years BP and at 300 years BP to Present.