This PhD Thesis presents the Tertiary kinematic evolution of the South-Central Pyrenees from the integration of magnetostratigraphic, magnetotectonic and thermochronological analyses on its synorogenic sedimentary record. One of the main contributions of this PhD thesis is the continuous absolute dating of the syntectonic conglomerates of La Pobla de Segur, Senterada and Sis. Magnetostratigraphy of these materials establishes their deposition during Middle Eocene-Late Oligocene times (from chron 19r up to chron 9n). Integration of these results with previous magnetostratigraphic works within the Ainsa Basin has allowed the establishment of a new chronostratigraphy for the Eocene-Oligocene materials of the South-Central Pyrenees. The obtained chronostratigraphy has biochronological implications as it substantially changes the traditionally accepted ages of the European reference levels MP14 to MP17. MP14 and MP15 reference levels are proposed to correlate to Lutetian whereas MP16 and MP17 would be Bartonian in age. These results reveal that the correlation between the continental and marine Paleogene record needs further refinement and therefore, that the chronostratigraphic age attributions based on MP reference levels should be taken with caution. The magnetostratigraphic ages have been combined with detrital thermochronology on 13 granitic cobbles enclosed in the syntectonic conglomerates. The detrital apatite fission track ages obtained vary from 63 to 27 Ma. When these ages are combined with the stratigraphic ages, samples define 5 groups with thermochronological ages generally increasing down-section except in the most deeply buried ones due to post-depositional partial annealing. Thermal models reveal three periods of rapid-cooling within the Axial Zone due to movement on large-thrust sheets. A dramatic increase in exhumation rate occurred during the latest Eocene-Early Oligocene related to the onset of movement in the Rialp thrust sheet and the increase in structural relief of the Axial Zone by underthrusting. The magnetostratigraphic and thermochronological ages obtained permit the link between the sedimentation rates in the surrounding basins and the exhumation rates in the hinterland, and reveal that accommodation space exerted the main control on sedimentation rates within the piggy-back basins. Post-depositional annealing of the stratigraphically lowest samples suggests about 2 km of burial by the younger synorogenic materials during progressive burial of the South Pyrenean fold and thrust belt. Thermal models also suggest a rapid exhumation event during the Late Neogene, linked to re-excavation caused by the base level drop during the Ebro River capture to the Mediterranean Sea. Sedimentation of the studied synorogenic materials during Middle Eocene-Oligocene times occurred coeval to the development of thrust salients in the southern Pyrenees. The magnetotectonic study of 36 sites carried out in the Ainsa Oblique Zone reveal clockwise vertical-axis rotations varying from ~80° in the lower Lutetian materials of the Mediano anticline to ~20° in middle Ilerdian materials cropping out at the northern edge of the Añisclo anticline. Sites in the central part of the Montsec and Bóixols thrust sheets don’t record any significant rotation as neither do the syntectonic materials of La Pobla, Sis and Senterada. The age of the main rotation event within the Gavarnie thrust sheet is constrained to Lutetitan to Bartonian times, when all the structures of the Ainsa Oblique Zone were active. This vertical-axis rotation stage obeys to a difference of ~50 km in the amount of displacement on the Gavarnie thrust sheet controlled by the NE-SW pinch out of the Triassic salts at its basal detachment. A second rotation event of ~ 10° took place since Priabonian times, as a result of the differential displacement of about 22 km of the Serres Marginals thrust sheet, respect the Gavarnie one, on top of the upper Eocene-Oligocene evaporites. The synchronicity between thrusting and vertical-axis rotations suggests that the curved fold and thrust belt formed by progressive curvature with divergent thrust transport. The results exposed in this Thesis reveal a strong relationship between the stratigraphic record of the synorogenic materials, thrusting and exhumation in the Axial Zone and the structural evolution of the South Pyrenean thrust system. Tectonic forces controlled the observed patterns of exhumation, the evolution of the synorogenic topography of the piggy-back and foreland basins and the depositional features of the synorogenic sediments. / Aquesta tesi presenta l’evolució cinemàtica dels Pirineus centre-meridionals durant el Terciari a partir de la integració de dades magnetostratigràfiques, termocronològiques I magnetotectòniques del seu registre sinorogènic. La datació magnetostratigràfica dels conglomerats sintectònics de La Pobla de Segur, Senterada i Sis, fixa la seva edat en Eocè mig-Oligocè superior (cron 19r a cron 9n). Aquests resultats permeten establir una nova cronostratigrafia pels materials eocens-oligocens dels Pirineus centre-meridionals de la que deriven implicacions biocronològiques, ja que canvia substancialment les edats acceptades del nivells de referència europeus MP14 a MP17. Les edats magnetostratigràfiques s’han combinat amb termocronologia detrítica de blocs de granit dels conglomerats sintectònics. La termocronologia obtinguda varia de 63 a 27 Ma. Els models tèrmics revelen tres períodes de refredament ràpid relacionats amb el moviment de grans encavalcaments a la Zona Axial, destacant l’ocorregut a l’Eocè superior-Oligocè inferior degut al moviment de l’encavalcament de Rialp i a l’increment de relleu a la Zona Axial per underthrusting. L’annealing post-deposicional de les mostres estratigràficament més baixes suggereix que el cinturó de plecs i encavalcaments pirinenc va estar cobert per 2 km de materials. Els models tèrmics també suggereixen una exhumació ràpida al Miocè superior, relacionada amb la captura de l’Ebre al Mediterrani. Durant la sedimentació dels materials sinorogènics estudiats té lloc la formació de thrust salients als Pirineus meridionals entre els que destaca la Zona Obliqua d’Ainsa. L’estudi magnetotectònic dut a terme en aquesta zona revela rotacions verticals que varien de ~80º a Mediano a ~20º al nord d’Añisclo. L’edat de la rotació principal a la làmina de Gavarnie s’estableix en el Lutecià-Bartonià, quan eren actives totes les estructures de la Zona Obliqua d’Ainsa, i estaria causada per una diferència de 50 km en la quantitat de desplaçament de la làmina de Gavarnie controlada per la distribució de les sals triàsiques al seu desenganxament basal. La sincronia entre encavacalments i rotacions apunta a un model d’arc progressiu amb transport divergent. Aquests resultats revelen una estreta relació entre el registre estratigràfic dels materials sinorogènics, els encavalcaments i l’exhumació a la Zona Axial i l’evolució estructural del sistema d’envacalments dels Pirineus meridionals. Les forces tectòniques van controlar els patrons d’exhumació, l’evolució de la topografia sinorogènica de les conques intramuntanyoses i d’avantpaís i les característiques deposicionals dels sediments sinorogènics.

El estudio de las conexiones climáticas entre latitudes altas y tropicales es esencial en Paleoclimatología, tanto para el conocimiento de los mecanismos causantes de la variabilidad climática a diferentes escalas temporales, como para la investigación de los modos de transferencia de dicha variabilidad. En las últimas décadas se han obtenido y estudiado multitud de registros de las latitudes altas, mientras que los trabajos paleoclimáticos llevados a cabo en las bajas latitudes han sido minoritarios. Por tanto, es todavía poco conocido el papel que juegan los sistemas atmosférico y oceánico en la transmisión interlatitudinal de los cambios climáticos, así como la respuesta de las zonas tropicales a los mismos. Para resolver estas cuestiones es necesario examinar la señal paleoclimática en testigos de latitudes tropicales y subtropicales a diferentes escalas temporales.Esta Tesis Doctoral se centra en la reconstrucción de la variabilidad climática en una sección latitudinal que abarca desde la Cuenca del Norte de Canarias, en el noroeste de África, hasta el Mar de Alborán, en el Mediterráneo Occidental. La información paleoclimática ha sido extraída fundamentalmente a partir del análisis granulométrico y geoquímico, para elementos mayores y traza, de los sedimentos. La aplicación de técnicas de análisis espectral sobre las series de datos ha servido para determinar las ciclicidades de los registros paleoclimáticos.Las variaciones en los aportes de polvo de origen sahariano-saheliano a las cuencas estudiadas se correlacionan con los cambios climáticos en las áreas fuente. El flujo de polvo eólico a la Cuenca del Norte de Canarias alcanza sus máximos en los períodos más húmedos, en relación con los mínimos en el índice de precesión. El aumento de la meteorización ligado a estos periodos más húmedos incrementaría, probablemente, la disponibilidad de partículas en el área fuente susceptibles de ser transportadas por el viento. Por otra parte, tanto los indicadores de transporte eólico como de productividad marina superficial revelan que, en la Cuenca del Norte de Canarias, los alisios se intensificaron en las terminaciones glaciales, en paralelo con la fusión del manto de hielo de Groenlandia. Por tanto, nuestros resultados apuntan a una rápida respuesta del sistema de vientos alisios a los cambios en temperatura y salinidad de las latitudes altas.El aporte de polvo del norte de África al Mar de Alborán, durante el Estadio Isotópico 3, se acentúa al inicio de los periodos fríos de los ciclos de Dansgaard/Oeschger registrados en los testigos de hielo de Groenlandia. Consideramos que las variaciones de alta frecuencia de los gradientes de presión atmosférica en el Atlántico Norte, de un modo similar a la actuación de la Oscilación del Atlántico Norte actual, operarían a la escala de los ciclos de Dansgaard/Oeschger. Por tanto, se impulsaría el establecimiento de un escenario meteorológico que favorece la llegada de intrusiones saharianas al Mediterráneo a la vez que promueve una mayor aridez en la región mediterránea y norteafricana. La paleoproductividad superficial en el Mar de Alborán también fluctúa ligada a los ciclos de Dansgaard/Oeschger. Los picos de productividad coinciden con los del registro polínico que muestran periodos más húmedos. De esta manera, la productividad pudo haber aumentado con relación a la mayor descarga fluvial con la consiguiente entrada de nutrientes en la cuenca. Esta hipótesis puede tener importantes implicaciones en la investigación de los cambios climáticos a escala submilenaria.

Master-Arbeit Univ. St. Gallen, 2008.

Heidelberg, Universiẗat, Diss., 2004. / Dateien im PDF-Format.

Στα πλαίσια της παρούσας πτυχιακής εργασίας μελετώνται οι υδρογεωλογικές και υδροχημικές συνθήκες που επικρατούν στον δήμο Μελιτειέων στην περιοχή τις νοτιάς Κέρκυρας. Η περιοχή ανήκει στην Ιόνια Γεωτεκτονική Ζώνη και αποτελείται κυρίως από την Εβαποριτική σειρά και τα τριαδικά λατυποπαγή (Περμο – Τριαδικό), ασβεστόλιθους του Ιουρασικού. Την Ανθρακική σειρά (Ανώτερο Τριαδικό – Ανώτερο Ηώκαινο). Και τον αδιαίρετο Φλύσχη (Ανωτ. Ηώκαινο – Ακουϊτάνιο). Για την υδροχημική έρευνα χρησιμοποιήθηκαν δείγματα από1 πηγή, 6 πηγάδια, 2 γεωτρήσεις και τέλος δείγμα από την λίμνη Κορρισιων . Με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων και με την βοήθεια των διαγραμμάτων Piper τα νερά κατατάσσονται στην ομάδα των όξινων ανθρακικά-ασβεστομαγνησιούχων. / -

En esta tesis doctoral se combinan técnicas estadísticas y el uso de sistemas de información geográfica para modelizar y representar algunas propiedades de la capa arable de los suelos de la Región de Murcia que tienen relación con su capacidad de almacenamiento de humedad. El primer objetivo es elaborar modelos a escala regional que permitan predecir el contenido de diversos constituyentes del suelo (carbono orgánico, carbonato cálcico total o equivalente, y fracciones granulométricas), representando cartográficamente el resultado de los modelos obtenidos. El segundo objetivo es la obtención de modelos que permitan predecir las mismas variables a escala local, para compararlos con los modelos obtenidos anteriormente a escala regional y analizar las diferencias entre ellos. El tercer objetivo es validar funciones de transferencia obtenidas en una revisión bibliográfica para la estimación de las propiedades hídricas de los suelos (densidad aparente, contenido de agua a capacidad de campo y en el punto de marchitamiento), y comparar su desempeño con nuevas funciones de edafotransferencia calibradas con los datos disponibles para los suelos de la región de Murcia. Las fuentes de información utilizadas para la predicción de las propiedades físico-químicas fueron tres bases de datos de suelos; el Modelo digital de elevaciones (MDE) con una resolución de 25 m; datos climáticos procedentes de 625 estaciones climáticas; el mapa de usos y coberturas de suelo de CORINE Land Cover de 1990, y el mapa digitalizado de suelos elaborado por la CARM. Estos datos fueron analizados con el programa estadístico R y los sistemas de información geográfica GRASS y SAGA, obteniendo un total de 181 variables, posteriormente estandarizadas. De ellas, se han eliminado las que presentaban un alto grado de colinealidad usando el método del Factor de Inflación de la Varianza. Para la obtención de los modelos, se ha utilizado un método de regresión-krigeado, en el cual la tendencia fue ajustada utilizando diferentes técnicas paramétricas y no paramétricas, y los residuos mediante técnicas de krigeado. Se elaboraron 11 modelos con el programa estadístico R para cada una de las variables estudiadas, utilizando un sistema de validación cruzada con 5 bloques: los cuatro primeros se utilizaron para la calibración y el último para la validación. El ajuste a los datos observados se expresó a través de la correlación y el valor de RMSE. Los modelos a escala regional elaborados, a pesar de no ser capaces de reflejar toda la variabilidad espacial mostrada por las propiedades seleccionadas, sirven para estimar sus valores medios. En todos los modelos a escala regional, el método de Random Forest con validación cruzada en bloques fue el que mejor resultado proporcionó, incluyendo mayoritariamente variables climáticas, los tipos de suelos y coberturas y algunas variables geomorfométricas. El contenido de carbono orgánico y carbonato cálcico los que obtienen un mejor resultado y una mejor estructura espacial de los residuos, que pudieron interpolarse con Krigeado ordinario, mientras que las fracciones granulométricas obtuvieron modelos con mayores valores de error y menores correlaciones y la estructura espacial de los residuos es peor. En el caso de los modelos a escala local, no se produce un aumento de la capacidad predictiva. De las funciones de edafotransferencia obtenidas en la revisión bibliográfica, la que mejor resultado proporciona para las tres variables hídricas estudiadas fue la de Barahona y Santos (1981). El uso de los datos disponibles para calibrar nuevas funciones no mejora el resultado. A pesar de la propagacion de errores en los mapas de variables físicoquímicas, se considera que los mapas de variables hídricas ofrecen una estimación satisfactoria de estas propiedades edáficas. / This PhD Thesis combines statistical techniques and the use of Geographic Information Systems to model and map some water storage capacity features of the soil arable layer in the Region of Murcia. The first objective involves regional scale models to predict and map the amount of several soil components (organic carbon, total or equivalent calcium carbonate and texture fractions). The second objective is to obtain models to predict the same soil properties at a local scale, in order to compare them with the models obtained at the regional scale and to analyse the differences between them. The third objective is to validate pedotransfer functions from the literature for the estimation of hydrological properties of the soil (bulk density, soil water content at field capacity and permanent wilting point), and to compare their accuracy with new pedotransfer functions calibrated with the soil data available for the Region of Murcia. The information sources used for the prediction of the physical-chemical soil properties were three soil data surveys; the Digital Terrain Model (DTM) at a 25m resolution; climatic data from 625 weather stations; the CORINE Land Cover map from 1990, and the map of soil classes digitalized by the Region of Murcia Autonomous Community (CARM). These data were analysed using the statistical software R and the geographic information systems GRASS and SAGA, obtaining 181 variables that were subsequently standarized. Afterward, those showing a higher collinearity were removed using the Variance Inflation Factor method. In order to obtain the predictive models, a regression-kriging method was selected, in which the trend was adjusted using different parametric and non-parametric techniques, and the residuals were interpolated using ordinary kriging. For each selected soil component, 11 models were tested using different packages of R. A 5-Fold-Cross-Validation method was used, in which the first 4 blocks worked as calibration set, and the last fifth block worked as validation set. The goodness of fit of each model was measured through the correlation between measured and predicted values and the value of RMSE. The models performed at the regional scale are useful to estimate the mean values of the selected soil properties, although they are not able to explain all the spatial variability of the selected properties. In all of them, the Random Forest method with 5-Fold-Cross-Validation was the technique that obtained better results, including mainly climatic predictors, soil classes and covers, and some morphometric features. The highest goodness of fit and the best spatial structure of the residuals were obtained for Soil Organic Carbon and total calcium carbonate contents. On the other hand, The models for the texture fractions obtained lower correlations, higher error values and also a worst spatial structure of the residuals. The accuracy of the models at the local scale was no better than at the regional scale. Regarding the pedotransfer functions obtained from the literature, the best results for the three hydrological properties were obtained with the Barahona and Santos (1981) equation. The use of the available data to calibrate new pedotransfer functions did not improve these results. Notwithstanding the error propagated from the maps of physical-chemical soil parameters, it can be considered that the maps of the hydrological soil properties provide a good estimation of these edaphic attributes.

Tesi realitzada a l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) / At the end of the Miocene (5.97-5.33 Ma), the Mediterranean basins underwent deep morphological and sedimentological changes as a result of the large-scale sea-level fall during the so-called Messinian Salinity Crisis (MSC) and subsequent fast sea-level rise in the 3 Zanclean. Whereas deep basins accumulated more than 1 million km of evaporites, continental margins recorded several erosion surfaces. Through the analysis of 2D and 3D seismic reflection data and 2D numerical modelling, this Thesis attempts to contribute to better understand the sedimentary processes and resulting continental margin configuration during the large-scale Messinian sea-level drawdown. Detailed mapping of the seismic stratigraphy from the continental margin to the deepwater basin of the Valencia Trough (Western Mediterranean) has revealed two Messinian depositional units (Complex and Upper Units) and four erosional surfaces (Margin Erosion Surface, and Bottom, Top and Intermediate Surfaces). The stratigraphic relationship and margin configuration of these ‘Messinian seismic markers’ suggest that during the Miocene and until late Tortonian, the Mediterranean passive margins were characterized by prograding depositional sequences in the context of a Highstand System Tract. At that time, a sedimentary- active continental slope and delta progradation developed in a normal regressive in the Ebro margin, suggesting context associated to a pre-Messinian Ebro River. During late Messinian, the large-scale sea-level drawdown resulted in the initial development of a Falling Stage System Tract. The subaerial exposure of the shelf and upper slope of the Valencia continental margin at the beginning of the sea-level drawdown – probably in combination with local factors – induced destabilization of the continental slope and deposition of major Mass-transport Deposits (MTD). Results obtained from 2D numerical modeling of coupled transient seepage and deformation analysis and stability analysis suggest a decrease in hydrostatic pore pressures and development of seepage and stress-induced excess pore pressures. As the sea-level dropped, depocenters displaced offshore, major Mediterranean rivers incise to adapt to the base level, and high sediment supply contributed to the development of submarine channels. Concurrently, a submarine paleo-Valencia channel formed in the deepwater Valencia Trough. The gradually slow-down of the sea-level fall allowed the development of a smooth surface at the top of the Lowstand System Tract, whereas the long- time exposure of the proximal shelf and upper slope resulted in a rough erosional surface deeply carved by drainage networks. The Margin Erosion Surface (MES) attained full development on the margins and the MTDs were partially eroded. The development attained by the Messinian Ebro network during the MSC corroborates that the capture of the Ebro Basin occurred prior to the MSC. A slow transgressive phase before the final rapid re-flooding, together with high evaporation rate, favored aggradational deposition of the Upper Unit in a shallow-water basin. At the end of the MSC, the reestablishment of the Mediterranean-Atlantic connection triggered the rapid sea-level rise and the return marine conditions, supported by the outstanding preservation of the fluvial deposits on the main valleys of the MES. / Ó final do Mioceno (5.97-5.33 Ma) a Cuenca Mediterránea sufriu importantes cambios morfolóxicos e sedimentarios como consecuencia dunha baixada do nivel do mar duns 1500 m durante o evento coriecido coma Crise Salina Messiniense. A través da análise de datos de sísmica de reflexión 2D e 3D e do modelado numérico, esta Tese quere contribuír a un mellor entendemento dos procesos sedimentarios e a configuración resultante da marxe continental durante unha Baixada do nivel do mar a gran escala. A mostraxe detallada da estratigafía sísmica do Surco de Valencia (Mediterráneo Occidental) revelou a existencia de dúas unidades deposicionais (Complex and Upper Units) e catro superficies limitantes (Margin Erosion Surface, and Bottom, Top and Intermediate Surfaces). Ás relación estratigráficas suxiren que durante o Mioceno e ata o Tortoniense, a marxe estivo caracterizada por un Sistema deposicional progradante asociado ós aportes dun proto-rio Ebro. Ó final do Messiniense, unha Baixada do mar a gran escala provocou a exposición subaérea das marxes continentais e a desestabilización dos taludes da marxe de Valencia que, posiblemente en combinación con factores locais, ocasionou desprendementos submarinos que depositáronse ó pé do talude. A medida que o nivel do mar descendía, a sedimentación desprazouse cara o mar e os grandes ríos Mediterráneos incidíronse nas plataformas continentais para adaptarse ó novo nivel de base do mar. Ó mesmo tempo, o gran transporte de sedimentos xerado facilitou o desenvolvemento de canóns e sistemas de canles submarinas como o paleo-Canle de Valencia. Unha diminución da taxa de baixada do mar facilitou a formación dunha plataforma de erosión no teito do Lowstand System Tract, mentras a zona proximal da marxe – moito máis tempo exposta á erosión – transformouse nunha superficie moi irregular e amplamente escarvada por sistemas fluviais.. O nivel de madurez que caracteriza ó proto-rio Ebro suxire que a súa captura foi previa á Crise Salina Messiniense. Unha fase transgresiva lenta, previa á inundación, unida cunha alta taxa de evaporación, favoreceu a deposición das evaporitas na conca profunda. Ó final da Crise Salina Messiniense, o restablecemento da conexión do Mar Mediterráneo có Océano Atlántico permitiu á volta as condicións mariñas normais.

En aquesta Tesi hem investigat sis canyons submarins situats als marges continentals català central (canyó submarí del Foix) i del nord (canyons submarins del Cap de Creus, la Fonera i Blanes), i del sud de Califòrnia (canyons submarins de Santa Mònica i Redondo), amb la finalitat d’aprofundir en el coneixement dels processos de transport sedimentari que s’hi produeixen, de les seves resultants morfosedimentàries de detall, i del paper que juguen en la transferència i acumulació de deixalles d’origen antròpic. Per assolir allò que preteníem hem utilitzat dades de batimetria de multifeix i de sísmica de reflexió de molt alta resolució adquirides amb mètodes ara ja convencionals, des de vaixells en superfície, i amb un vehicle subaquàtic autònom (AUV), i també imatges obtingudes in situ amb un vehicle subaquàtic operat remotament (ROV). Els resultats assolits han estat publicats en tres articles que formen el cos d’aquesta Tesi, els quals resumim breument en els paràgrafs següents. L’estudi morfomètric detallat del canyó del Foix ha permès il·lustrar la complexitat de les xarxes de drenatge dels talussos de marges continentals passius, comparables en certa mesura a les xarxes fluvials. El principal element que contribueix a la complexitat morfològica, i també a la jerarquització, de les lleres que conformen els sistemes de canyons submarins són els xaragalls de vessant, l’evolució dels quals a hores d’ara resulta de l’acció subjacent de fluxos gravitatius i de les interferències provocades per l’acció de l’home sobre el fons, en especial per la pesca de ròssec. La modelització de la xarxa de drenatge i la seva parametrització morfomètrica subseqüent permeten quantificar i analitzar objectivament la forma, la mida, el patró de desenvolupament i la capacitat de transport del conjunt de lleres que conformen un sistema de canyó submarí i, per tant, discriminar les rutes de transport principals. L’estudi d’altíssima resolució de la geomorfologia i el recobriment sedimentari més superficial dels canyons submarins de Santa Mònica i de Redondo, a Califòrnia, ens ha permès resoldre el significat de les formes de fons observades i interpretar els processos responsables del seu desenvolupament. Destaquen especialment una successió d’ones de sediment rítmiques al fons del canyó de Redondo i un conjunt de cicatrius erosives al curs inferior del canyó de Santa Mònica. Pel que fa a les ones de sediment, l’anàlisi acurada d’aquestes formes de fons sedimentàries ha permès provar la seva migració ascendent, només explicable per l’acció de corrents de terbolesa, les quals a més de transportar sediment també n’intercanvien amb la llera del canyó, fet determinant del tipus d’empremta generada. Hem identificat els tipus de deixalles presents als canyons del Cap de Creus, la Fonera i Blanes, analitzant-ne també llur distribució i abundància. A partir d’aquestes observacions hem mirat d’escatir quins són els processos hidrosedimentaris responsables del transport de les deixalles cap als trams intermedis i distals dels canyons investigats. A partir de la categorització de les deixalles, hem aproximat els seus orígens i vies d’entrada al medi marí, que té lloc al llarg de la línia de costa en el seu conjunt, comptant també amb l’acció del vent, i puntualment per les desembocadures fluvials, i mar enfora per efecte de l’activitat pesquera i de la navegació recreativa i de transport de mercaderies. Els plàstics, lleugers i fàcils de transportar per la dinàmica marina, i les restes d’arts de pesca, resultants de l’aprofitament històric intensiu dels recursos vius de la zona, són els tipus de deixalles més abundants. La interacció entre deixalles i organismes és ambivalent, doncs hem observat que tan pot ésser perjudicial com beneficiosa. On més gran és l’acumulació de deixalles, si més no en nombre d’ítems, és preferentment a profunditats superiors als 1.000 o 1.500 m, segons el canyó considerat. D’acord amb els patrons de distribució observats i els processos hidrosedimentaris que ocorren al marge català del nord, considerem que les cascades d’aigües denses de plataforma i els grans temporals de llevant són els principals causants de la transferència de deixalles canyó avall. Aquesta interpretació se sosté per la capacitat d’aquests processos per resuspendre, remobilitzar i transportar de manera altament eficient i en grans volums aigua densa, sediments i, pel que es veu, substàncies estranyes com les deixalles des de la plataforma continental fins la conca profunda, a més de 2.000 m. Els tres articles de la nostra Tesi proporcionen una visió més amplia i més transdisciplinar dels processos hidrodinàmics que operen als canyons submarins, de les morfologies generades i dels efectes colaterals d’aquests processos en l’actual periode Antropocè, caracteritzat per l’abast de la petjada humana arreu del planeta. En aquest aspecte concret, el de la petjada humana als fons marins profunds, és de plena aplicació la idea de que “no per poc conegut, és menys rellevant”. Per tant, la nostra Tesi també conté un crit d’alerta front al caràcter estès de l’impacte antropogènic a l’ambient marí. En aquest marc, conèixer el funcionament dels canyons submarins assoleix encara més transcendència, doncs no es tracta només de Geologia, o de Sedimentologia, sinó que va molt més enllà. / In this PhD Thesis we have investigated six submarine canyons located in the central (Foix submarine canyon) and north (Cap de Creus, la Fonera and Blanes submarine canyons) Catalan continental margins, and in the continental margin of Southern California (Santa Monica and Redondo submarine canyons). Our main aim has been to improve the understanding of sediment transport processes within the canyons, unveil the resulting morphologies, and illuminate their role in the transfer and accumulation of marine litter. Our dataset was obtained by means of state of the art high-resolution multibeam bathymetry and seismic reflection systems from surface vessels and an advanced autonomous underwater vehicle (AUV), jointly with an underwater remotely operated vehicle (ROV) that provided in situ seafloor imagery. The main results obtained have been published in three scientific papers that form the core of this PhD Thesis, which are briefly summarized in the following paragraphs. The detailed morphometric study of the Foix Canyon has shown the complexity of drainage networks on the slopes of passive continental margins, which are comparable to some extent to fluvial networks. The modelling of the drainage network and their subsequent morphometric parameterization allow to objectively quantifying and analysing the shape, size, pattern of development, and the transport capacity of all channels that make up a submarine canyon system and therefore discriminate major transport routes. The high-resolution analysis of the geomorphology and sediment cover of the Santa Monica and Redondo submarine canyons, in California, has allowed understanding the significance of the observed bedforms and subsequently interpreting the processes responsible for their development. We have identified the types of litter present in Cap de Creus, Fonera and Blanes canyons, also analysing their distribution and abundance. Plastic, which is lightweight and easy to carry by ocean dynamics, and lost or dumped fishing gear resulting from intensive historical exploitation of living resources in the area, are the most abundant types of litter. The interaction between organisms and litter is ambiguous, as it has been observed to be both detrimental and beneficial. Litter accumulation is larger, at least in number of items, at depths in excess of 1.000 or 1.500 m, depending on the canyon considered. According to the observed patterns of distribution and the hydrosedimentary processes occurring in the northern Catalan margin, dense shelf water cascading and severe coastal storms appear as the main transferring mechanisms of litter down-canyon. The three papers in our PhD Thesis provide a broader and more multidisciplinary vision of the hydrodynamic processes operating in submarine canyons, the resulting morphologies and the side effects of these processes in the present Anthropocene epoch, which is characterized by the long reach of the human footprint over the entire planet. Therefore, our PhD Thesis also conveys a warning message against the pervasive character of the anthropogenic impact on the marine environment. In this setting, knowing the functioning of submarine canyons becomes even more relevant as it goes much beyond than just Geology or Sedimentology.

Aquesta tesi es centra en l'estudi estratigràfic i estructural d'un sector de la zona axial del Pirineu, concretament al sud d'Andorra, en què hi afloren roques del Paleozoic que han estat afectades per les orogènesis herciniana i alpina. Els objectius principals d'aquesta tesi es centren en millorar el coneixement de la geologia regional d'Andorra, i es poden agrupar en els següents punts: - Millorar el coneixement de l'estratigrafia de les roques d'Andorra. - Proposar una evolució estructural del sector d'estudi a partir de la realització de talls geològics i d'observacions de camp. - Comparar el sector d'estudi amb altres massissos hercinians i establir relacions entre ells. Aquesta tesi parteix de la realització d'un mapa geològic del sector a l'escala 1:25.000 (que es presenta a l'escala 1:50.000 per facilitar-ne la lectura) que és la base del treball i l'element de visualització de part dels resultats. Les unitats estructurals estudiades són el dom de la Rabassa, la part més oriental del sinclinal de Llavorsí i de l'anticlinal de la Massana, i un sector del massís de la Pallaresa, al nord est d'Andorra. En el capítol d’estratigrafia es caracteritzen les formacions que afloren a l’àrea d’estudi i que inclouen des de la Fm d’Alins (Cambroordovicià) fins al Devonià mitjà. El següent capítol tracta sobre la datació de zircons detrítics amb mètodes radiomètrics U-Pb de tres mostres corresponents a les quarsites del sostre de la Fm de Jújols i a una mostra de la Fm quarsita de Bar. Els objectius són: 1) determinar l'edat màxima de sedimentació d'aquestes dues formacions, i 2) determinar la situació dels Pirineus al marge nord de Gondwana durant el Paleozoic inferior a partir de la comparació amb les poblacions d'edat d'altres terrenys perigondwànics dels que ja se'n coneix la posició, i proposar àrees font d'aquests sediments. Pel que fa a l’estructura, s’han realitzat tres talls geològics compensats de direcció nord - sud que abasten tota la zona d'estudi. En aquests talls queden reflectits els diferents episodis de deformació que s'han descrit en aquest treball, que es poden agrupar en dos episodis anteriors a la foliació principal, l'episodi de deformació principal i els episodis posteriors. La fase de deformació principal és herciniana i es caracteritza per la formació de plecs, encavalcaments i una foliació S2, tots ells vergents cap al sud. Aquest episodi de deformació es desenvolupa en tres estadis: en el primer es formen encavalcaments vergents cap al sud arrelats al Silurià i plecs associats en els materials suprajacents, en el segon es formen els grans plecs quilomètrics que afecten a tota la sèrie i que són els responsables de la forma cartogràfica actual de les grans unitats i la foliació principal en aquest sector S2, i finalment es formen els grans encavalcaments que tallen totes les estructures anteriors i que estarien arrelats en els materials del Cambroordovicià. La deformació alpina de la zona d'estudi es limita a moviments de tota la làmina que donen lloc a la rotació i/o basculament de les estructures prèvies, i a la reactivació d'algunes falles i encavalcaments hercinians. Gràcies a la restitució dels talls s'ha pogut calcular un escurçament màxim en aquest sector d'un 60%, la major part del qual és degut a les deformacions hercinianes. Per últim, es discuteix la relació de la meitat sud d'Andorra amb altres sectors del Pirineu i amb els massissos hercinians més propers, fent èmfasi en les característiques sedimentològiques, estructurals i magmàtiques d'aquests territoris, així com de l'anàlisi de procedència realitzat a partir de l'estudi dels zircons detrítics. / This thesis centres on a stratigraphic and structural study of a sector of the axial zone of the Pyrenees in the south of the Principality of Andorra, where Paleozoic rocks affected by the Hercynian and Alpine orogenies outcrop. Its main objective – to improve knowledge of the regional geology of Andorra – can be broken down into three principal aims: - Improve knowledge of the stratigraphy of the rocks of Andorra; - Propose a structural evolution of the study area using geological cross-sections and field observations; - Compare the study area with other Hercynian massifs and establish possible relationships between them. The thesis is based on the geological mapping of the study area at 1:25,000 scale (included here only at 1:50,000 scale to facilitate its legibility), which affords a visual representation of part of the results of the study. In the stratigraphy chapter, the formations that outcrop in the study area have been characterized. These outcrops include rocks from the Alins Fm (Cambro-Ordovician) until Middle Devonian. The next chapter deals with detrital zircon dating using U-Pb radiometric techniques to study three samples of quartzites from the uppermost part of the Jújols Formation and one sample of quartzite from the Bar Formation. The principal aims were to estimate the maximum depositional age of these two formations and to determine the position of the Pyrenees on the northern margin of Gondwana in the Lower Paleozoic by comparing the ages of these samples with populations from other Perigondwanan terranes of known ages, thereby enabling source areas for these sediments to be proposed. As for the structure, the structural analysis included three north-south geological cross-sections that cover the whole study area. The different deformation episodes that are described in this thesis are identifiable in these cross-sections, and can be grouped into episodes from before the main foliation, the main hercynian deformation episode and subsequent episodes. Finally, we discuss the relationship between the southern sector of Andorra and other sectors of the Pyrenees and the nearest other Hercynian massifs, with an emphasis on the sedimentological, structural and magmatic characteristics of these areas, as well as on the analysis of their provenance determined by the study of detrital zircons.

En esta Tesis Doctoral se analiza el peligro de tsunamis en el mar Catalano-Balear inducidos por deslizamientos submarinos, así como los efectos del relieve submarino en la propagación y el impacto en la costa de este tipo de ondas, con especial atención a los cañones submarinos. Con el fin de inferir el potencial tsunamigénico de los deslizamientos submarinos recientes identificados en el mar Catalano-Balear se ha investigado el más extenso y presumiblemente más tsunamigénico de ellos, denominado BIG’95, y cuatro deslizamientos en el canal de Ibiza, probablemente de los menos tsunamigénicos del conjunto dados su escaso volumen, extensión, pendiente y elevada profundidad. Dado que estos últimos pudieron haber ocurrido de manera sincrónica, su potencial tsunamigénico se ha analizado considerando también el escenario de ocurrencia simultánea de los cuatro deslizamientos. Para ello se han aplicado modelos numéricos (COMCOT y landslide-HySEA) utilizado datos de batimetría de multihaz y perfiles de sísmica de muy alta resolución. Los resultados muestran que tanto el deslizamiento BIG’95 como los deslizamientos del canal de Ibiza fueron capaces de generar tsunamis, aunque con alturas de ola de diversa magnitud. Considerando el nivel del mar actual, las costas próximas al deslizamiento BIG’95 sufrirían el impacto de olas con alturas de hasta 9 m, mientras que los tsunamis generados por los deslizamientos del canal de Ibiza apenas superarían los 0,5 m, a excepción de una franja de isla de Formentera, donde se alcanzarían 2 m de altura. El escenario sincrónico de los deslizamientos del Canal de Ibiza incrementaría la altura en la costa hasta un 22%. En vista de estos resultados, otros deslizamientos del mar Catalano-Balear también podrían haber generado tsunamis. Del análisis de estos escenarios se deduce que el margen continental del Ebro, con una plataforma continental especialmente extensa, ejerce un notable efecto de asomeramiento en las olas de tsunami, incrementando la altura de ola y dilatando el tiempo de llegada a la costa. Un efecto similar ocurre al suroeste de la isla de Formentera. Además, las estrechas bahías características de algunos sectores mallorquines podrían sufrir fenómenos de resonancia inducidos por olas de longitud de onda similar a las generadas por el BIG’95. Por otro lado, se han creado una serie de batimetrías teóricas mediante funciones matemáticas reflejando la geometría de un margen continental con una costa rectilínea paralela al borde de plataforma e incidido por cañones submarinos de diversas morfologías, variando su grado de incisión, oblicuidad respecto a la costa y su anchura. Sobre estas batimetrías se han propagado olas de tsunami de diferentes características incidiendo perpendicularmente al margen. A partir de estos escenarios se pudo establecer que la franja de costa situada frente a la cabecera se ve afectada por olas con altura máxima inferior a la de las olas que alcanzan las costas del margen de referencia sin cañón submarino, mientras que, al contrario, las alturas máximas son mayores en las franjas litorales situadas frente a los dos flancos del cañón. Esta variación en las alturas máximas en la franja litoral se acentúa cuanto más próxima está la cabecera del cañón a la línea de costa, lo cual favorece además la formación de ondas de borde. Además, la longitud de la franja litoral afectada por las variaciones en las alturas máximas aumenta en función de la anchura del cañón submarino, y su distribución depende de la oblicuidad del cañón; cuyo incremento produce una mayor altura de ola en la franja de costa situada frente al flanco externo del cañón. Este mismo patrón se observó en la propagación de una onda teórica sobre la batimetría real del sector del margen catalán correspondiente al cañón de Blanes. / In the present PhD Thesis, tsunami hazard induced by submarine landslides in the Catalano-Balearic Sea is analysed, as well as the effects exerted by seafloor morphology, with special attention to submarine canyons, on the propagation and coastal impact of such waves. In order to analyse the tsunamigenic potential of the submarine landslide deposits identified in the Catalano-Balearic Sea, the largest and presumably the most tsunamigenic one, the BIG’95 debris flow, and four slides in the Eivissa Channel, likely among the less tsunamigenic because of their small dimensions, smooth slope and large water depths where they are emplaced, have been chosen. Moreover, the tsunamigenic potential of the four Eivissa Channel Slides has also been analysed considering the simultaneous failure of the four slides. Their tsunamigenic potential has been evaluated by means of numerical modelling and using multibeam bathymetry and very high resolution seismic profiles. The resulting scenarios show that both the BIG'95 and the Eivissa Channel landslides were able to generate tsunamis, though with very different wave heights, according to their characteristics. In the case in which the Eivissa Channel Slides fail synchronously, wave height increases by 22%. The effect on tsunami propagation produced by the presence of a submarine canyon incised in the continental margin has been analysed using both theoretical waves and bathymetries and numerical modelling. The results indicate that the stretch of the coast facing the canyon head is affected by waves with lower maximum wave heights than those reaching the shores of a reference non-canyoned margin, whereas maximum wave heights are higher along the coastal strips placed in front of both canyon flanks. This variation in maximum wave heights along the coast is accentuated the closer the canyon head to the coastline. Additionally, the length of the coastline affected by variations in the maximum wave heights proportionally increases with the width of the submarine canyon, and their distribution, depends on the canyon axis orientation. Similar results have been obtained by propagating the same wave over the section of the Blanes Canyon in the Catalan margin in order to cross-check the theoretical results with a real case.