ambiental en la sierra de trinidad, cuba central · plejas interrelaciones entre el relieve y el...

Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, UNAMNúm. 48, 2002, pp. 24-43

Determinación de la dinámica del relieve en territoriosmontañosos: un nuevo enfoque geomorfológicoambiental en la Sierra de Trinidad, Cuba Central

Jorge Luis Díaz DíazJosé Ramón Hernández Santana*Ramiro Reyes González*Miguel Sánchez Celada*Erick Quisbert Gutiérrez*

Recibido: 10 de julio de 2001Aceptado en versión final: 28 marzo de 2002

Resumen. Los problemas ambientales aparecen en cualquier territorio, paisaje, geosistema o ecosistema, pero entérminos geomorfológicos las montañas aparecen entre los ecosistemas más frágiles, agredidos y modificados,debido a sus características físico-geográficas, en primer lugar las geomórficas, y por su potencial de recursosnaturales de diverso tipo. Las actuaciones humanas se producen sobre un fondo físico-geográfico, en el cual elrelieve juega un doble e importante papel, activo y pasivo. El objetivo de la investigación es exponer los principalescriterios del enfoque geomórfico en el análisis ambiental, en forma de elementos y atributos, tomando como ejemploun territorio montañoso cubano de moderada energía del relieve. De esta forma, se propone un procedimiento para ladeterminación del grado de estabilidad del relieve mediante una unidad, el bloque morfotectónico, que permitaevaluar integralmente el factor geomórfico con el uso de variables endógenas (bloques y fallas con movimientostectónicos recientes rápidos y bloques y fallas con movimientos tectónicos verticales recientes lentos, valor máximodel ascenso en cada bloque, delta máximo de los movimientos entre bloques vecinos, categoría superior del límitemorfotectónico y longitud total y densidad de morfoalineamientos) y exógenas (inclinación y orientación de laspendientes, disección vertical, disección horizontal, energía del relieve, complejos morfolitológicos) y una herramientaestadístico-matemática, el análisis factorial, para establecer el peso de cada una de las variables y cuantificar ladinámica geomórfica, acompañada de análisis de cluster e histogramas. El alcance del trabajo no puede considerarsecomo un tema puramente de geomorfología ambiental, sino un intento de aplicación o generalización teórica delconocimiento geomorfológico al análisis ambiental. El resultado final son mapas de la dinámica endógena, exógena ygeneral, donde se muestran los tipos de bloques, clasificados por el valor de su dinámica.

Palabras clave: Geomorfología ambiental, geodinámica, geoestadística.

Determination of landform dynamics in mountainousland: a new environmental geomorphic approach inthe Sierra de Trinidad, Central CubaAbstract. Environmental problems can emerge in any kind of territory, landscape, geosystem or ecosystem. However,in geomorphic terms mountains are amongst the most fragüe, ¡mpacted and modified units, as a result of their physico-geographical characteristics -mostly geomorphic- and of the diversity of their natural resources. Human impacts takeplace on a physical-geographical framework in which landforms play both an active and a passive role. This researchaims to present the maín geomorphic criteria for environmental analysis, in the form of elements and attributes, takinga Cuban mountainous área with a modérate landform energy as an example. A procedure to determine the extent oflandform stability by defining a unit, namely the morpho-tectonic block, is hereby proposed. This would allow toperform a comprehensive assessment of the geomorphic factor by using endogenous variables (blocks and faults withrecent rapid or slow vertical tectonic activity; máximum uplifting of each block; máximum displacement betweencontiguous blocks; upper category for the morpho-tectonic limit; and length and density of morpho-alignments) andexogenous variables (slope angle and aspect, vertical and horizontal stream erosión, relief, morpho-lithologiccomplexes). Factor analysis, cluster analysis and histograms are used to determine the relative weight of eachvariable and to quantify the geomorphic dynamics. The scope of this work cannot be considered solely as anenvironmental geomorphology subject, but is rather an attempt to apply geomorphic knowledge to environmentalanalysis. The final result are maps showing types of blocks classified according to their endogenous, exogenous andgeneral dynamics.

Key words: Environmental geomorphology, geodynamics, geostatistics.

*Instituto de Geografía Tropical, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente de la República de Cuba, Calle13 No. 409, esquina a F Vedado, C. P. 10400, La Habana, Cuba. E-mail: [email protected]; [email protected]

Determination of landform dynamics in mountainousland: a new environmental geomorphic approach inthe Sierra de Trinidad, Central CubaAbstract. Environmental problems can emerge in any kind of territory, landscape, geosystem or ecosystem. However,in geomorphic terms mountains are amongst the most fragile, impacted and modified units, as a result of their physico-geographical characteristics -mostly geomorphic- and of the diversity of their natural resources. Human impacts takeplace on a physical-geographical framework in which landforms play both an active and a passive role. This researchaims to present the main geomorphic criteria for environmental analysis, in the form of elements and attributes, takinga Cuban mountainous area with a moderate landform energy as an example. A procedure to determine the extent oflandform stability by defining a unit, namely the morpho-tectonic block, is hereby proposed. This would allow toperform a comprehensive assessment of the geomorphic factor by using endogenous variables (blocks and faults withrecent rapid or slow vertical tectonic activity; maximum uplifting of each block; maximum displacement betweencontiguous blocks; upper category for the morpho-tectonic limit; and length and density of morpho-alignments) andexogenous variables (slope angle and aspect, vertical and horizontal stream erosion, relief, morpho-lithologiccomplexes). Factor analysis, cluster analysis and histograms are used to determine the relative weight of eachvariable and to quantify the geomorphic dynamics. The scope of this work cannot be considered solely as anenvironmental geomorphology subject, but is rather an attempt to apply geomorphic knowledge to environmentalanalysis. The final result are maps showing types of blocks classified according to their endogenous, exogenous andgeneral dynamics.

Key words: Environmental geomorphology, geodynamics, geostatistics.

Determinación de la dinámica del relieve en territorios montañosos: un nuevo enfoque geomorfológíco ambiental..

INTRODUCCIÓN

Las investigaciones geomorfológicas cuba-nas han aportado datos de interés para elconocimiento del relieve de la isla. Ellas hanincluido esferas como la morfometría, la car-tografía, el análisis morfoestructural y morfo-tectónico, la evolución geomorfológica y lageomorfología aplicada.

En los últimos años, los investigadores hanincorporado esta ciencia al análisis ambiental(Barranco, 1996) en un intento por encontrarnuevos enfoques de aplicación en concor-dancia con su evolución y con las nuevasnecesidades de la sociedad.

El análisis geomorfológico cuenta con mu-chas variables, unas (disección, inclinaciónde las pendientes) expresan individualmentesólo un aspecto del relieve y otras (tipos derelieve, regiones, etc.) no resultan viablespara los objetivos de este trabajo. Comoconsecuencia, los métodos geomorfológicosclásicos tampoco resultan suficientes paralos objetivos de la investigación.

El objetivo de este trabajo es exponer losprincipales criterios del enfoque geomor-fológico en el análisis ambiental, en forma deelementos y atributos, tomando como ejem-plo un territorio montañoso (montañas deTrinidad) de moderada energía del relieve.En este contexto, se inserta una propuestade procedimiento, en la cual los autores hanexplorado las posibilidades de ofrecer nue-vos conocimientos útiles para la proteccióny la ordenación ambientales, sobre la basede las investigaciones previas y con elempleo de los métodos geomorfológicostradicionales.

Así, la esencia consiste en lograr encontrarindicadores utilizables y comprensibles paralos especialistas en medio ambiente, que sepudieran incorporar al análisis ambiental. Ladeterminación de los elementos geomórfico-ambientales no agota la comprensión de las

características geomorfológicas y su papelambiental, por cuanto sólo alcanza el planoteórico-descriptivo. Se precisa entonces dela proposición de: a) una unidad que permitaevaluar integralmente el factor geomórficoy b) una herramienta estadístico-matemáticaque permita establecer el peso de cada ele-mento y cuantificar la dinámica geomor-fológica.

El alcance del resultado no puede conside-rarse como un tema puramente de geomor-fología ambiental, sino un intento de aplica-ción o generalización teórica del conoci-miento geomorfológico al análisis ambiental.Se entiende por geomorfología ambientalaquella rama que, mediante métodos pro-pios, apunta a la investigación de las com-plejas interrelaciones entre el relieve y elmedio ambiente.

Las montañas de Trinidad, Cuba central

Las montañas de Trinidad (Figura 1) sonuna unidad geomórfica con límites precisos,menor grado de estudio en comparación conotras montañas cubanas, zonalidad altitudi-nal bien definida, un conjunto de fenómenosgeomórficos agrupados en un área relati-vamente pequeña, dimensiones adecuadas.Se encuentra actualmente en proceso deasimilación y posee un buen nivel de cono-cimientos sobre los cambios históricos en losmedios natural y socioeconómico. Además,los fenómenos meteorológicos extremosocurridos en los últimos años demuestran lafragilidad de estas montañas. Estas carac-terísticas indujeron su selección como zonade investigación.

Estas montañas presentan una zonalidadaltitudinal, determinada por su carácter decúpula bloque (Díaz et al., 1989), que se ex-presa mediante diferentes paisajes. En elnúcleo montañoso, sobre los 800 m de alti-tud, se encuentran los bosques templadosmuy húmedos, con promedios anuales de2 000 mm de lluvia y 15°-17°C de tempera-

Investigaciones Geográficas, Boletín 48, 2002 25

Jorge Luis Díaz, José Ramón Hernández, Ramiro Reyes, Miguel Sánchez y Erick Quisbert

tura media anual del aire, una estable pre-sión atmosférica y una humedad relativamedia anual del 86% (Magaz et al., inédito).En esta zona los suelos son ferralíticos rojostípicos y fersialíticos pardo-rojizos, que sus-tentan al bosque pluvial. Hacia los bordes delmacizo se ubican los bosques temporal-mente húmedos, con promedios anuales deprecipitación de 1 900 mm entre 700 y 800 my 1 800 mm a 300 m de altitud, con suelospardos con carbonatos, húmicos, poco evo-lucionados y esqueléticos en la vertientemeridional. Los bosques de esta zona son elsiempreverde submontano y el deciduo.

Peculiaridad importante de estas montañases la presencia de un macizo kárstico situa-do en su parte central y en otros sectoresdistribuidos por su periferia, que le imprimenuna diversidad de ambientes y de procesosimportantes en los trabajos de corte científico

y aplicado medioambientales.

En estas montañas el grado de alteraciónmedioambiental y, en particular, del relieve, acausa de los eventos meteorológicos extre-mos o durante el curso de las estacioneslluviosas es notorio; se tienen antecedentesen el manejo inadecuado de las cuencashidrográficas, en el desconocimiento de laestructura y funcionamiento de los relieveskársticos, en su interacción con los erosivosy en la inexistencia de un esquema efectivode protección y conservación de las sub-cuencas en su diversidad, así como en losproblemas de diseño de las obras de fábrica(de drenaje y protección) de las carreterasy caminos y, en especial, en la ausenciade acciones ingenieras imprescindibles deacometer en los valles fluviales, fluvio-kársticos y otras depresiones del karst.

Figura 1. Situación geográfica de las Montañas de Trinidad.

26 Investigaciones Geográficas, Boletín 48, 2002

Determinación de la dinámica del relieve en territorios montañosos: un nuevo enfoque geomorfológico ambiental...

A consecuencia de los aspectos señalados,los cambios medioambientales negativos semanifiestan de un modo notable en el in-cremento de la intensidad de los procesoserosivo-acumulativos y gravitacionales, enlos fenómenos de inundación periódica delos valles fluvio-kársticos y otras depresio-nes del karst y en las numerosas altera-ciones ocurridas en los complejos territo-riales productivos.

Sobre la base de estimados y de medicionesestacionarias, las pérdidas de suelo ycortezas minerales por erosión se han dupli-cado y triplicado en los territorios refores-tados sin especies del bosque original ypueden ser superiores en las áreas defo-restadas de uso agrícola, con pendientessuperiores a los 5". En las pendientes princi-pales del mesorrelieve se observan decenasde formas gravitacionales nuevas o reactiva-das, con densidades máximas de 3 a 10 for-mas/km2 y, en menor número, en pendien-tes del microrrelieve (con 1-2 formas/km2).En los taludes de los viales de excavaciónsin protección, se produjeron a consecuenciadel huracán "Lili" formas nuevas y reac-tivadas o movilizadas del orden de 2-3formas/km2 para ciertos tramos de las carre-teras principales (Trinidad-Topes, Topes-Manicaragua, Topes-La Sierrita, entre otrosimportantes).

El incremento de los procesos erosivos ygravitacionales en las áreas deforestadas defuertes pendientes ha conducido al aumentode la acumulación de sedimentos en lospuntos de drenaje subterráneo de los vallescerrados, produciéndose inundaciones loca-les del orden de 2-17 días de duración y de6-25 m de altura que abarcan significativasáreas socioeconómicas, donde se producengrandes pérdidas y afectaciones (Martínez etal., inédito).

Acompañan a estas características geo-mórficas condiciones geofísicas particulares,pues sin ser una región sísmicamente activa,

en su borde suroriental se concentra unafranja sismogeneradora de baja intensidad(hasta V en la escala MSK) señalada porChuy et al. (1989, 1993).

La influencia negativa de estos procesosgeodinámicos antropo-naturales ocurridos enlas montañas, también se manifiesta en otrosgeosistemas periféricos, donde sucedentransformaciones en los estuarios y desem-bocaduras de los ríos meridionales, así comoen los valles y sistemas de terrazas del nortey noroeste, ambas producto de las inun-daciones motivadas por las peligrosas olasde crecida.

POSICIÓN TEÓRICA DEL ANÁLISIS GEO-MORFOLÓGICO AMBIENTAL

En Cuba, los intentos de evaluar el papel delrelieve de forma analítica, desde el puntode vista ambiental, no han sido muchos:Hernández y Díaz (1976); Kirchner y Díaz(1986); González y Arcia (1994) y Luis(1994). La principal característica de talesinvestigaciones consiste en destacar lainfluencia y el papel del hombre y sus activi-dades socioeconómicas sobre el relieve, esdecir, analizan este último como objeto y nocomo sujeto del proceso de interacciónnaturaleza-sociedad y entre las propias rela-ciones naturales. Además, los principaleselementos evaluados eran únicamente los decarácter exógeno, el abordaje metodológicoera preliminar y descriptivo y no se hacía usode las herramientas estadístico-matemáticas.

En segundo lugar, se aplican métodos geo-morfológicos para conocer cualidades princi-palmente exógenas y de ahí llegar a unaevaluación de "las características geomor-fológicas más importantes para el uso ade-cuado y la protección del relieve referido...por ejemplo a la actividad agrícola yforestal" (Luis, 1994). En ellos también seasume una posición en cuanto a la necesi-dad de su protección como condición naturaly por el valor intrínseco que posee, teniendo



en cuenta la influencia de los procesosgeomorfológicos sobre las actividadeseconómicas.

Una posición menos difundida comprende elanálisis de los factores y elementos natura-les que son transformados, pero a su vez,por sus peculiaridades (nivel jerárquico ydinámica) constituyen también verdaderosagentes de transformación. Este es el casodel relieve, cuyo principio genético abarca elconjunto de fuerzas endógenas y exógenasy ocupa una posición jerárquica alta entre losfactores naturales.

El relieve es un factor geográfico de singularimportancia en el análisis y los problemasambientales. Por una parte, es pasivo, entanto sufre modificaciones por el efecto dealteraciones en otros factores naturales odirectamente por el hombre, y por otra, es unagente activo, pues su evolución determina oinfluye sobre los cambios en aquéllos, esdecir, constituye una fuente de estrés. LaNorma Cubana: Calidad ambiental de Cuba(citado por Luis, 1994) lo clasifica "como lacondición natural que tiene la interacciónmás compleja con los restantes compo-nentes del medio natural".

En este contexto, y en el caso del relieve deCuba, dominan las fuerzas endógenas porsu magnitud e intensidad, por lo cual el blo-que morfotectónico resulta la unidad quecumple los requisitos, pues agrupa de lascondiciones endógenas y exógenas, suslímites son precisos y objetivos y de éldependen diferentes características geo-mórficas. A partir de este enfoque y con uncarácter solamente metodológico y cognos-citivo es posible separar ambas compo-nentes y, los procesos y fenómenos resul-tantes para analizar y evaluar la dinámica delrelieve en función de su papel como fuentede estrés en el medio ambiente.

Los dos grandes grupos de fuerzas genéti-cas conforman dos grupos correspondientes

de fenómenos: dinámico-endógenos (tem-porales y espaciales) y estático-exógenos.

Entre los dinámico-endógenos temporales,los más importantes son los movimientostectónicos de diversa escala, intensidady manifestación, y entre los dinámico-endógenos espaciales, los morfoestructura-les resultan los más destacados.

Los temporales se pueden traducir comoatributos en:

• Geodinámica reciente:

Bloques y fallas con movimientos tectónicosrecientes rápidos (terremotos) y bloques yfallas con movimientos tectónicos verticalesrecientes lentos (seculares).

• Geodinámica neotectónica:

Movimientos neotectónicos: delta máximo delos movimientos entre bloques vecinos yvalor máximo del ascenso en cada bloque.

Por su parte, los espaciales comprenden:

Plano morfotectónico - categoría superiordel límite morfotectónico.

Nudos morfoestructurales - categoríajerárquica.

Morfoalineamientos - longitud total ydensidad.

PROCEDIMIENTO ENDÓGENO-AMBIENTAL

El procedimiento diseñado para la investi-gación endógena incluyó tres aspectos:caracterización morfotectónica, selección delos elementos y atributos, y clasificación,cuantificación de la dinámica y tipologíamediante el empleo de una herramienta desistemas de información geográfica (SIG)y técnicas estadísticas.

La caracterización abarcó: análisis biblio-gráfico-temático de los materiales geológi-



cos, tectónicos y sismológicos; interpretacióngeomorfológica de las fotografías aéreas aescala 1:62 000 y 1:37 500 y mapas topo-gráficos a escala 1:50 000 y 1:100 000;métodos morfoestructurales (análisis de losperfiles longitudinales de los ríos, de las su-perficies geomorfológicas y de los sistemasorográficos locales); método correlativo de ladistribución e intensidad de terremotos conlos elementos morfoestructurales.

El análisis cuantitativo y cualitativo del siste-ma interactuante morfoestructura-morfoes-cultura como expresión del principio genéticode la formación del relieve en el transcursode su evolución, ofrece un valioso volumeninformativo sobre las unidades más activasde la corteza terrestre, que han determinadosu diferenciación morfoestructural y deforma-

do los niveles geomorfológicos desarrolladossobre ella.

El fundamento teórico-metodológico de lapresente diferenciación morfotectónica delmesobloque montañas de Trinidad (Figura 2)abarcó el análisis, tanto de la influencia delos procesos endógenos en la conformacióndel plano morfotectónico, como de los ele-mentos areales de distinta génesis delrelieve, que son deformados por la actividaddiferenciada de cada una de las unidadesque integran ese complejo mosaico de lacorteza terrestre.

En la investigación se analizaron las varia-bles geomórfico-endógenas que a continua-ción se describen.

Figura 2. Morfotectónica.


Jorge Luis Díaz, José Ramón Hernández, Ramiro Reyes. Miguel Sánchez y Eríck Quisbert

Los bloques se caracterizan por movimientosverticales recientes rápidos de distintas in-tensidad y magnitud, reconocidos por datoshistóricos o registrados instrumentalmente.Ellos son fuente directa e inmediata detransformaciones en los medios natural ysocioeconómico, por la enorme energía libe-rada. La correspondencia espacial entre losterremotos (intensidad y frecuencia), fallas,nudos morfoestructurales y bloques deter-minan la actividad tectónica reciente en unterritorio.

Los bloques y fallas poseen manifestacionesdiferentes en cuanto a los movimientostectónicos verticales recientes lentos, que seregistran en los últimos siglos (en Cuba 40 -50 años), por nivelaciones geodésicas dealta precisión. Sus velocidades y gradientescaracterizan la movilidad de la cortezaterrestre, que refleja la actividad de las fallaspreneotectónicas y neotectónicas y de losbloques neotectónicos. No se dispuso de in-formación para utilizar esta variable.

Los movimientos neotectónicos predetermi-nan las categorías del relieve y sus sub-divisiones (montañas, alturas y llanuras) a lolargo de esa época geológica y las princi-pales zonas de fallas activas. Las diferentesunidades neotectónicas poseen distintosgradientes y con ello diferente dinámica.Esto conlleva desigual intensidad de losprocesos exógenos. Los indicadores básicosson el delta máximo y el valor total de estosmovimientos.

El plano morfotectónico expresa la disposi-ción y el orden de las fallas activas y de loscorrespondientes bloques de la cortezaterrestre. Tal disposición del fondo morfotec-tónico determina, a su vez, la acción y eldesarrollo de un conjunto de elementosexógenos. La variable empleada para carac-terizar este elemento fue la categoría su-perior de los límites de los bloques.

Los nudos morfoestructurales o zonas de

conjunción de fallas, bloques y de altotectonismo representan los puntos másactivos de la actividad endógena. No sedispuso de información sobre esta variable.

Los morfoalineamientos son aprovechadospor los agentes exógenos para elaborar oconformar un determinado tipo de mor-fología: denudativa, marina, fluvial o kársica,que generalmente se dispone en un tramorecto, o aumentar la intensidad de la accióndel factor correspondiente. Se denota que elelemento no es íntegramente tectónico sinomixto. Los indicadores empleados son lalongitud total y su densidad en cada unidadneotectónica.

Las variables seleccionadas fueron divididasen: recientes o semicuantitativas (epicentrospor bloques, su intensidad por bloque,terremotos sentidos por bloque y categoríadel límite superior morfotectónico) y neo-tectónicas o cuantitativas (delta máximo delos movimientos neotectónicos, amplitudde los mismos movimientos, longitud de losmorfoalineamientos y su densidad).

Para facilitar el análisis complejo de la infor-mación, contar con una cartografía másprecisa y crear una base de datos georre-ferenciada, se empleó el ATLASGIS sobreWindows.

A partir de la información morfotectónica, seobtuvo una matriz observadonal (Tabla 1),transformada (Tabla 2) y estandarizada(Tabla 3), que caracterizó las unidadesmorfotectónicas o bloques y cuyos datosfueron sometidos a un análisis de Cluster,cuyos resultados determinaron la clasifi-cación de los bloques (dendrograma) por sugrado de semejanza (Figuras 3 y 4).

Como aclaración, se debe señalar que en lastablas sólo está señalado un grupo de blo-ques seleccionados aleatoriamente del totalexistente en las montañas de Trinidad.



Tabla 1. Matriz observacional de las variables endógenas

Bloque

2

34

5

67

89

10n

Epicentrospor

bloques

0

0

0

0

00

002

Intensidadpor bloque

(MSK)

0

0

0

0

00

00

III,IV

Terremotossentidos por

bloque

1

0

0

0

000

04

Categoría dellímite superiormorfotectónico

III

III

III

IIIIIIIII

IIIIII

III

Delta máximo delos movimientosneotectónicos

(m)

470580

430

530

260620520

370

360

Amplitud delos

movimientosneotectónicos

(m)

450660

300

160

25010201150

1000

930

Longitud delos

morfoalinea-mientos

(km)

10.11

4.05

3.29

3.81

07.4911.69

2.5012.27

Densidad delos

morfoalinea-mientos

(km)

0.42

0.29

0.27

0.42

00.510.49

0.250.20

Tabla 2. Matriz observacional transformada de las variables endógenas

Bloque

2

3

4

5

6

7

8

9

10

n

Epicentrospor

bloques

0

0

0

0

0

0

0

0

2


(MSK)

0

0

0

0

0

0

0

0

5

Terremotossentidos por

bloque

1

0

0

0

0

0

0

0

4

Categoría dellímite superiormorfotectónico

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Delta máximo delos movimientosneotectónicos

(m)

470

580

430

530

260

620

520

370

360

Amplitud delos

movimientosneotectónicos

(m)

450

660

300

160

250

1020

1150

1000

930

Longitud delos

morfoalinea-mientos

(km)

10.11

4.05

3.29

3.81

0.00

7.49

11.69

2.50

12.27

Densidad delos

morfoalinea-mientos

(km)

0.42

0.29

0.27

0.42

0.00

0.51

0.49

0.25

0.20

La matriz observacional corresponde alconjunto de datos obtenido mediante lasobservaciones de campo y el procesamientode los materiales aerofotográficos y topo-gráficos de distinta escala. La matriz trans-formada se refiere a la cuantificación esta-dística de los valores de algunas variables

que inicialmente estaban expresados deforma semicuantitativa, como por ejemplo, laintensidad de los terremotos. La matriz es-tandarizada refleja la conversión de los datosde la matriz anterior en valores comparablesentre sí.



Tabla 3. Matriz observacional estandarizada de las variables endógenas (valores absolutos)

Bloque

2

3

4

5

6

7

8

9

10

n

Epicentrospor blo-

ques

0

0

0

0

0

0

0

0

0.5


(MSK)

0

0

0

0

0

0

0

0

0.6

Terremo-tos senti-dos porbloque

0.25

0

0

0

0

0

0

0

0.25

Categoríadel límitesuperior

morfotectó-nico

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Delta máxi-mo de losmovimien-tos neotec-

tónicos

0.62

0.8

0.56

0.72

0.28

0.87

0.7

0.46

0.44

Amplitud delos movi-mientos

neotectóni-cos

0.35

0.55

0.21

0.08

0.17

0.88

1

0.86

0.8

Longitudde los

morfoali-nea-

mientos

0.2

0.08

0.06

0.07

0

0.15

0.23

0.05

0.24

Densidadde los mor-foalinea-mientos

0.39

0.27

0.25

0.39

0

0.48

0.46

0.23

0.19

Figura 3. Clasificación endógena reciente.


Determinación de la dinámica del relieve en territorios montañosos: un nuevo enfoque geomorfológico ambiental..

Figura 4. Clasificación neotectónica.

Con posterioridad, se ejecutó la cuantifi-cación de la dinámica, mediante el análisisfactorial de la matriz estandarizada con laayuda del programa Statistic, el cual permitióobtener el grado de significación de cadavariable, determinar que las más importanteseran la intensidad de los terremotos sentidospor bloque y la amplitud de los movimientosneotectónicos (Tablas 4 y 5). A partir deaquí, se calcularon los valores de dinámicaneotectónica, dinámica reciente y dinámicamorfotectónica (dinámica endógena) me-diante la multiplicación los valores estan-darizados de cada variable en cada bloquepor la significación de cada una de ellasobtenida durante el análisis factorial. Luegose agruparon los valores obtenidos mediantehistogramas de frecuencia, resultando lostipos dinámicos de bloques (Figuras 5 y 6).

PROCEDIMIENTO EXÓGENO-AMBIENTAL

Como continuación del análisis de la diná-mica de las montañas de Trinidad, se realizó

la valoración del conjunto de factores exóge-nos que caracterizan los diferentes bloquesmorfotectónicos. Esto incluyó tres aspectos:caracterización morfoescultural, selección delos elementos y atributos, y clasificación,cuantificación de la dinámica y tipologíamediante el empleo de una herramienta SIGy técnicas estadísticas.

La caracterización morfoescultural abarcó:análisis bibliográfico-temático de los mate-riales morfológicos, morfométricos, edafoló-gicos y litológicos; interpretación geomorfoló-gica de las fotografías aéreas a escala1:62 000 y 1:37 500 y mapas topográficos aescala 1:50 000 y 1:100 000; métodosmorfoesculturales: análisis morfológico yanálisis morfométrico.

El conjunto de elementos estático-exógenosestá relacionado con el aspecto exterior delrelieve, conformado por la morfología y lamorfometría y originado bajo la influenciaprimordial de las fuerzas exógenas. A ellos



corresponden de forma directa la pendiente(inclinación, orientación y longitud), la disec-ción vertical, la disección horizontal, la ener-gía del relieve, y también elementos comple-jos geólogo-geomorfológicos como la valora-ción morfológica de las rocas o complejosmorfolitológicos y los tipos genéticos derelieve.

Este grupo de elementos lo encabeza la in-clinación de la superficie terrestre, pues elladetermina, en última instancia, la magnituddel transporte de masa. En ella se transfor-man la energía interna y la energía solar enlos procesos que facilitan el intemperismo, laacumulación o el arrastre bajo la acción dela fuerza de gravedad. Así, la inclinación va adeterminar el surgimiento, tipos, intensidad oexpresión de los otros componentes de laesfera geográfica y de los propios procesosgeomórficos.

La orientación y la longitud se refieren acualidades complementarias de las pendien-tes que determinan la distribución de la ener-gía solar y la acción de la fuerza degravedad e influyen sobre la magnitud delintemperismo y del arrastre de materiales,fundamentalmente.

La disección vertical y la disección horizontalindividualmente son reflejo del plano morfo-tectónico y de los complejos morfolitológicosy dependen también de otros factores geo-gráficos.

La energía del relieve es el elemento integra-dor de dos importantes índices morfomé-tricos: la disección horizontal y la disecciónvertical, como expresión de las principalescaracterísticas cuantitativas del relieve juntoa la pendiente. Esta integración ofrece laposibilidad de caracterizar, dentro del cuadroexógeno, la desmembración total, respon-sable de la magnitud o la energía potencialcon que pueden ocurrir los procesos exó-genos denudativos y fluviales.

Los complejos morfolitológicos como expre-sión de la diferente modelación del substratogeológico constituyen, en forma sumaria ysintética, el fondo sobre el cual los agentesendógenos y, principalmente los exógenos,ejercen una acción transformadora dife-rencial, de forma tal, que este subsistemageólogo-geomorfológico determina las con-diciones más pasivas para los procesosgeomorfológicos y el papel de otros factoresgeográficos. Su expresión más cabal es ladureza de las rocas.

Tabla 4. Dinámica endógena reciente(variables semicuantitativas)

Tabla 5. Dinámica neotectónica(variables cuantitativas)

Bloques

2

3

4

5

6

78

9

10

n

Dinámica

0.24

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.79

Bloques

2

3

4

5

6

7

8

9

10

n

Dinámica

0.92

1.13

0.65

0.67

0.35

1.51

1.55

1.11

1.19



Figura 5. Dinámica endógena reciente.

Figura 6. Dinámica neotectónica.


Jorge Luis Díaz, José Ramón Hernández, Ramiro Reyes, Miguel Sánchez y Eríck Quisbert

Para la clasificación de la dureza se adoptóel criterio de la ordenación de las litologíasde mayor a menor resistencia, en una escalarelativa de categorías, que se correspondencon las formaciones geológicas (Millán ySomin, 1985 y Millán, 1993) siguientes:1. Mármoles y esquistos carbonatados -SanJuan, esquistos verdes con mármoles y me-tasilicitas -Yaguanabo, 2. Mármoles y rocasmetaterrígenas -Jibacoa; esquistos meta-terrígenos moscovíticos y metavulcanitas -Chispa; calizas órganodetríticas y orga-nógenas -Vedado, 3. Rocas metaterrígenas,esquistos cuarzo-cloríticos -Naranjo,4. Intercalaciones flyschoides de rocas me-tacarbonatadas y metaterrígenas -Cobrito y5. Esquistos cuarzo-granatíferos micáceosy albito-graucofános -Algarrobo; anfibolitas,gabroanfibolitas y esquistos -Mabujina. Losresultados de la diferenciación espacial de ladureza predominante de las rocas porbloques, así como de las amplitudes de sudisección vertical, del grado de su inclinacióny de su orientación aparecen en la matrizobservacional (Tabla 6).

La variables propuestas durante la fasede planteamiento del problema fueron:ángulo de la pendiente (grados), disecciónvertical (metros), disección horizontal(m/km2), energía del relieve, (coeficiente)

dureza de las rocas (escala 1-5) y orien-tación de las pendientes (azimut y escala1-5).

El procesamiento de la información medianteel análisis factorial demostró que la energíadel relieve, por ser el producto de lasvariables disección vertical y horizontal, nodebía emplearse en el análisis; y que ladisección horizontal no tenía significacióndentro de este grupo de variables en esteterritorio. Así, las variables con significaciónfueron el ángulo de las pendientes, la disec-ción vertical, la orientación de las pendientesy la dureza de las rocas (Tablas 6 y 7).

El procesamiento cartográfico de la informa-ción y su mapificación se realizó en elATLASGIS sobre Windows.

A partir de la información morfoescultural oexógena se obtuvieron las matrices obser-vacional (Tabla 6), transformada (Tabla 7)y estandarizada (Tabla 8), que caracterizólas unidades morfotectónicas o bloques ycuyos datos fueron sometidos a un análisisde Cluster. Sus resultados permitieron reali-zar la clasificación de los bloques (den-drograma) por su grado de semejanza(Figura 7).

Tabla 6. Matriz observacional (variables exógenas)

Bloques

23

456

78910n

Ángulo de laspendientes

(grados)15 a 3515 a 35

5a 105a1015 a 3515 a 3535 a 5535 a 5535 a 55

Disecciónvertical (m)

540760380400440660680680640

Orientación delas pendientes

SOS

NONONOSOSOSO

Azimut

225180315315315225225180270

Formacióngeológica

S. JUANS. JUAN

NARANJONARANJONARANJOS. JUANS. JUANS. JUANS. JUAN



Tabla 7. Matriz observacional transformada (variables exógenas)

Bloques

2

3

4

5

6

78

9

10

n

Pendientemáxima(grados)

35

35

10

10

35

35

55

55

55

Disecciónvertical (m)

540

760

380

400

440

660

680

680

640

Orientación delas pendientes

cuantitativa5

5

3

3

3

5

5

3

3

Durezacuantitativa

1

1

3

3

3

1

1

1

1

Tabla 8. Matriz observacional estandarizada (variables exógenas)

Blo-ques

2

3

4

5

6

7

8

9

10

n

Pendientemáxima(grados)

35

35

10

10

35

35

55

55

55

Pendientemáximaestanda-

rizada

0.62

0.62

0.13

0.13

0.62

0.62

1.00

1.00

1.00

Disecciónvertical

(m)

540

760

380

400

440

660

680

680

640

Disecciónvertical

estanda-rizada

0.64

0.97

0.39

0.42

0.48

0.82

0.85

0.85

0.79

Orientaciónde las

pendientescuantitativa

5

5

3

3

3

5

5

3

3

Orientaciónde las

pendientesestan-

darizada1.00

1.00

0.33

0.33

0.33

1.00

1.00

0.33

0.33

Durezacuantitativa

1

1

3

3

3

1

1

1

1

Durezaestan-

darizada

0.00

0.00

0 5 0

0.50

0.50

0.00

0.00

0.00

0.00

Más adelante, se ejecutó la cuantificación dela dinámica, mediante el análisis factorialde la matriz estandarizada con la ayuda delprograma Statistic, el cual permitió obtener elgrado de significación de cada variable,determinándose que el Factor I explicaba lasverdaderas relaciones geomórficas, conlas variables disección vertical y ángulo delas pendientes como las de mayor peso. A

partir de aquí, se calcularon los valores dedinámica exógena mediante la multiplicaciónde los valores estandarizados de cadavariable en cada bloque por la "significación"de cada una de ellas obtenida durante elanálisis factorial. Luego se agruparon los va-lores obtenidos con la ayuda de histogramasde frecuencia, resultando los tipos dinámicosde bloques (Figura 8).



Figura 7. Clasificación exógena.

Figura 8. Dinámica exógena.



A manera de ejemplo se describe uno de lostipos.

Tipo IV: Integrado por los bloques de diná-mica alta 40, 12, 53, 61, 62, 3, 15, 39, 17, 10y 9, con los siguientes valores de las varia-bles utilizadas en la clasificación y pondera-ción de la faceta exógena de la dinámicageomorfológica: pendientes (mayoritariamen-te entre 35-55°), disección vertical entre 540y 780 m, y dureza alta (1, 2) del sustratogeológico. En este caso, el mayor peso parala dinámica exógena recae en la energíapotencial generada por la posición neotectó-nica máxima de los bloques involucrados, loscuales obedecen a la subcategoría geomor-fológica de montañas bajas, o sea, máximoescalón morfoestructural de las montañas deTrinidad.

A su vez, dicha posición hipsométrica, encondiciones de rocas de dureza alta, propiciael desarrollo de pendientes abruptas, lascuales favorecen la dinámica exógena. Si elsustrato geológico de estos bloques tuviesecaracterísticas más blandas, indiscutible-mente los valores dinámicos serían superio-res. No obstante, este Tipo IV de alta dinámi-ca comparte con el Tipo V, el núcleo centralde la cúpula-bloque, y sus diferencias radi-can fundamentalmente en la diferenciaciónde la dureza litológica.

Una compilación de los momentos básicos

del desarrollo del procedimiento propuestoes como sigue:

1. Determinación de las variables endóge-nas (neotectónicas y recientes) y exó-genas.

2. Composición de la matriz observacional.3. Análisis de Cluster. Clasificación de los

bloques (clases).4. Estandarización de las variables endóge-

nas y exógenas.5. Análisis factorial. Determinación de las

variables significativas y su peso.6. Cálculo de los valores de la dinámica.7. Análisis de frecuencia.8. Tipificación de los bloques (tipos endó-

genos y exógenos). Mapas.9. Cálculo de la dinámica general mediante

la suma de los valores de la dinámicaendógena y exógena.

REGIONALIZACIÓN GEOMORFICO AMBIENTAL

Dentro del gran sistema terrestre, la litosferaconstituye el subsistema platafórmico sobreel cual descansan los subsistemas atmosfé-rico, hidrosférico y biosférico, cuyas interac-ciones con el primero y entre sí, determinanla modelación permanente del relieve de lasuperficie terrestre. Por ello, en toda valora-ción general del mismo, es indispensable laponderación de la dinámica de las fuerzasendógenas y exógenas de su formación(Tabla 9).

Tabla 9. Dinámica geomórfica exógena

Bloque

2345678910n

Dinámica

1.271.570.570.601091.431.811.721.66

Tipos

IIIIVIIIIIIIIVVIVIV



Para la regionalización geodinámica del re-lieve de las montañas y premontañas deTrinidad, se adoptó este principio genéticobásico de la evolución geomórfica y de cual-quiera de sus clasificaciones de alcancegeneral, tanto tipológicas como regionales.

En el análisis de la dinámica general delterritorio fueron tomados en consideraciónlos resultados tipológicos alcanzados en lasevaluaciones de las dinámicas endógena yexógena, obteniéndose cinco tipos bien defi-nidos (Tabla 10). Finalmente, los valores dela dinámica endógena y exógena fueron sin-

tetizados mediante una suma algebraica. Deesta forma, fue obtenido el valor de la diná-mica general para cada bloque morfotec-tónico y la regionalización, como caracteriza-ción de la influencia geomórfica sobre elmedio ambiente.

De acuerdo con el histograma de frecuenciade la dinámica general (Figura 9) dichostipos presentan los valores modulares si-guientes: I. Muy baja (0.5 - 1.4); II. Baja (1.4 -2.3); III. Moderada (2.3 - 3.2); IV. Alta (3.2 -4.1) y V. Muy alta (4.1 -4.5).

Tabla 10. Dinámica geomórfica general

Bloque2345678910n

Valores2.432.701.621.271.442.943.362.833.64

TiposIIIIIIIIIIIIIIIVIIIIV

Figura 9. Histograma de frecuencia de la variable dinámica geomórfica general.



Los tipos de baja y muy baja dinámica geo-mórfica están relacionados con los pisos alti-tudinales de premontañas y alturas respec-tivamente, cuya energía potencial endógenano determina una notable energía cinética delos procesos exógenos, por lo cual cons-tituyen la base del sistema montañoso(bloques 4, 5, 6). Precisamente, la diferen-ciación tectónica radial del macizo establecesu fragmentación geográfica alterna y dis-persa a lo largo de los anillos occidental yoriental del sistema (Figura 10).

En estrecha relación con las formacionesgeológicas más jóvenes y con las morfo-estructuras menos activas, sobresalen lasregiones periféricas del norte (bloques 2, 3,7, 9), catalogadas como moderadamentedinámicas.

La región transicional de dinámica alta (IV)se concentra de forma diferenciada y muyfragmentada hacia los bordes. Aquí se des-

tacan los bloques 8 y 10 dispuestos en elescalón altitudinal inferior a la zona central, yasociados esencialmente con las litologíasmetaterrígenas y terrígenas, donde los valo-res de la dinámica exógena se potenciansensiblemente.

Un análisis regional de estos tipos apuntahacia la conformación de tres regiones, endependencia del predominio de un tipo o porla combinación de dos de ellos: I- conpredominio de los tipos de muy baja y bajadinámica general, II- con combinación devalores moderados y altos y III- con pre-dominio casi absoluto del tipo muy alto.

Por la extensión y grado de complejidad dela información, esta investigación ha sidopotenciada por el uso de un SIG: elATLASGIS® sobre Windows. La piedraangular de cualquier SIG es, sin duda, laobtención y captura de la base de datos, yasea alfanumérica o espacial.

Figura 10. Dinámica general.



La base de datos alfanumérica fue capturadamediante una tableta digitalizadora tomandocomo mapas fuentes las hojas topográficas aescala 1: 50 000 de distintos formatos. Unaparte de esta base existía en formato analó-gico y la otra parte, existente en formatodigital, se encontraba, en su gran mayoría,en forma de textos o de tablas. Además, elresultado de los análisis estadísticos con elprograma Statistic, generó nueva informa-ción de tipo alfanumérica en otro formatodigital. Toda esta información fue convertidaa formato Dbase®, formato en el cualinteractúa el ATLASGIS®.

La información espacial fue posteriormentepasada a formato digital. De esta manera,se elaboró un mapa base que contenía todaslas capas necesarias para el análisis yposterior culminación del trabajo tuvieroncomo "unidad de fondo" los bloques morfo-tectónicos.

CONCLUSIONES

Los principios expuestos, aún cuando se hanconceptualizado tomando como ejemplo lasmontañas de Trinidad, sobrepasan estemarco regional y, al menos, pueden serempleados en las investigaciones de otraszonas montañosas cubanas, pues los ele-mentos enumerados son parámetros geo-morfológicos repetitivos, medibles y sobrelos cuales existe un buen grado de estudio.

En comparación con otras metodologías pre-vias, la propuesta presenta las siguientesventajas: carácter holístico, reducción delgrado de subjetividad, facilidad del manejode la información, empleo de indicadoresgeomórficos comunes.

Este procedimiento contribuye a la evalua-ción más precisa del papel transformador delas condiciones y procesos geomórficos en elmedio ambiente mediante la cuantificaciónde las variables endógenas y exógenas de laformación del relieve.

En las evaluaciones cuantitativas geomór-fico-dinámicas generales, con vistas al aná-lisis ambiental, se debe emplear la mayorcantidad de variables, sin realizar una valo-ración a priorí, de aquellas que pudieran noser efectivas, de forma tal, que sólo elanálisis factorial defina las que no tienensignificación.

Los datos aportados por el análisis esta-dístico-matemático tuvieron su expresiónen las peculiaridades del diseño morfo-tectónico y morfoescultural de las montañasde Trinidad.

La dinámica endógena puede catalogarse debaja de acuerdo con los valores que alcanzay el número de bloques con valores bajos.

La dinámica exógena se puede clasificarcomo moderada, teniendo en cuenta losmismos aspectos anteriores.

Las tres regiones en que puede ser divididoel mesobloque Trinidad no tienen un pre-dominio claro en cuanto a la superficie queocupan.

AGRADECIMIENTOS

A Manuel Figueroa Mah-eng por la calidaddel procesamiento automatizado de lasfiguras.

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ambiental en la sierra de trinidad, cuba central · plejas interrelaciones entre el relieve y el...

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