Geólogo / La localidad de Taltal, ubicada en la segunda región de Chile, constituye desde hace un tiempo una zona importante para los estudios arqueológicos, debido a la gran cantidad de yacimientos encontrados en su bahía y alrededores, que datan de los últimos 12.000 años. En el área de estudio no existen antecedentes de geología marina, por lo cual es necesario caracterizar la batimetría y la distribución de facies del fondo de la bahía de Taltal. Esto con el fin de dilucidar los factores que han controlado la sedimentación, definir paleoambientes así como la posición de la línea de costa en el Pleistonceno tardío-Holoceno, e identificar áreas de prospección arqueológica submarina. Para esto se requiere un estudio interdisciplinario, el cual pueda hacer una conexión entre los estudios arqueológicos y la geología del fondo marino. La obtención y análisis de 46 perfiles sísmicos de reflexión al interior de la bahía junto con datos sedimentológicos, obtenidos a través del muestreo superficial del fondo marino y observaciones de terreno, permitió caracterizar la batimetría, morfología, ambientes sedimentarios y las facies sísmicas del relleno sedimentario Pleistoceno tardío Holoceno. Con los resultados obtenidos se pudieron identificar algunas morfologías características, como promontorios submarinos, bajos batimétricos, superficies llanas y escarpes. En el fondo de la bahía se encuentran depósitos de tamaño arena gruesa (1,1 mm), en zonas litorales, a limo-grueso (0,1 mm) en zonas más profundas. Además en la parte centro-norte de la zona existen anomalías de facies gruesas (1 mm), a los pies de los promontorios submarinos identificados. Las unidades sismoestratigráficas definidas a partir del estudio de los perfiles sísmicos son: superficie de erosión (desarrollado durante el último período glacial); unidad transgresiva y superficie de máxima inundación (asociados a la deglaciación, entre los 18 y 7 ka); y unidad de alto estadío (desde los 8-7 ka). Dentro de la superficie de erosión se encuentran escarpes asociados a las variaciones en el nivel del mar dentro de la bahía, además de los cambios provocados por el alzamiento tectónico que ocurre en la costa del norte de Chile. Con la descripción y análisis granulométrico de tres testigos del relleno sedimentario, fue posible identificar restos de fauna (conchas) atribuibles a ambientes de playa entre las isobatas -26 y -35, a los pies de un promontorio submarino en la prolongación de la punta Morro Colorado, donde se encuentran sitios arqueológicos de los últimos 8000 años. Los factores que han controlado la evolución del fondo de la bahía de Taltal, además de su contexto geológico-geomorfológico, son los cambios eustáticos, los cambios climáticos asociados a episodios extremos como por ejemplo lluvias torrenciales durante eventos El Niño y alzamiento de la costa producida por la tectónica del margen activo sudamericano.

“El present és la clau del passat”. James Hutton (1788), amb aquesta prou coneguda asserció uniformista, posà els fonaments pel desenvolupament de la investigació geològica moderna des de la perspectiva actualista. L’estratigrafia es val d’aquest principi per interpretar l’origen de les formacions geològiques a partir de l’observació de processos i geometries actuals i subactuals. Alhora, la geomorfologia estudia els processos afaiçonadors del relleu per conèixer l’origen i l’evolució del paisatge actual. Conceptualment, aquesta Tesi se situa a cavall entre l’estratigrafia i la geomorfologia amb l’objectiu general de reconèixer el per què i el com de la variabilitat morfosedimentària dels marges continentals passius silicoclàstics a llarg termini. Per atènyer aquest objectiu adoptem la hipòtesi de partida següent: la variabilitat morfològica dels marges continentals silicoclàstics passius pot ésser classificada per categories de forma objectiva i sistemàtica. Les diferències morfològiques observades responen principalment a l’acció d’uns pocs processos sedimentaris claus. Els mètodes i conceptes emprats en aquesta Tesi són propis de la hidrodinàmica i la sedimentologia. L’observació detallada de la morfologia i l’estratigrafia dels marges continentals, junt amb l’estudi dels processos hidrodinàmics que les han generades i l’anàlisi de la variabilitat espaciotemporal de les condicions ambientals en què s’han format, permet establir lleis de transport geomòrfic, altrament dites lleis de la morfodinàmica. En els successius capítols d’aquesta Tesi abordem aquests aspectes mitjançant l’anàlisi de dades geofísiques de reconeixement del fons i del subsòl marins, amb un especial èmfasi en les xarxes de drenatge del talús continental i la conca profunda. Els resultats d’aquesta anàlisi se sintetitzen en el plantejament d’un model morfodinàmic predictiu sobre la forma del perfil longitudinal dels canyons submarins. Aquest model dóna peu a discutir sobre transitorietat i equilibri en les formes de drenatge observades a les dades geofísiques considerades. Així doncs, en aquest treball advoquem per la complementarietat i interdependència de les anàlisis observacionals i la modelització basada en la formulació teòrica de processos. Els principals resultats obtinguts en aquest treball demostren la possibilitat d’extreure informació sobre l’evolució de les conques sedimentàries a partir de l’estudi de les seves morfologies, tan modernes com relictes i fòssils, i indiquen la necessitat d’entendre els canyons submarins com a sistemes capaços d’evolucionar a partir de mecanismes netament deposicionals, a més dels mecanismes erosius ja prou coneguts. Aquests resultats es poden traduir en una millora de les prediccions estratigràfiques al talús continental, en un millor coneixement de la distribució de reservoris sedimentaris d’hidrocarburs o aigua en aquests ambients, i a replantejar els models establerts sobre el desenvolupament dels canyons submarins a escala global. La Tesi està formada per un compendi de quatre articles publicats en revistes pertanyents al Journal Citation Report de l’Institute for Scientific Information (JCR-ISI), i l’hem estructurada en set capítols. El Capítol 1 consisteix en una introducció general destinada a centrar el lector en el marc conceptual, geogràfic i metodològic en què s’ha elaborat l’estudi. Els capítols 2 a 5 corresponen als quatre articles publicats. El capítol 6 correspon a la síntesi i discussió general dels principals resultats presentats als quatre capítols anteriors. Al capítol 7 hi incloem un sumari de les conclusions més rellevants conjuntament amb algunes perspectives de futur sorgides arran d’aquest treball. Finalment, a l'Annex, hi incloem un treball de síntesi bibliogràfica on descrivim les principals característiques fisiogràfiques dels fons marins mediterranis. / Sedimentary morphodynamics of siliciclastic passive continental margins "The present is the key to the past". James Hutton (1788), with this well-known principle of uniformitarianism, established the basis of the modern geology by following the assumption of actualism. Stratigraphy makes use of this principle to interpret the origin of geological formations according to observations of modern and submodern processes and geometries. Geomorphology studies the processes that sculpt the Earth’s surface to understand the origin and evolution of present landscapes. The main objective of this Thesis, which is conceptually halfway between stratigraphy and geomorphology, is to understand the long-term morphosedimentary variability of siliciclastic passive continental margins. Our initial hypothesis is that the morphology differences among modern siliciclastic passive margins can be objectively and systematically categorized, and that these differences are mainly related to the action of a few key sedimentary processes. The methods and concepts we use in this study are based on hydrodynamics and sedimentology. The detailed observation of continental margin morphology and stratigraphy, the study of the hydrodynamic processes that control their evolution, and the analysis of changing environmental conditions through time and space facilitate the development of geomorphic transport laws (also known as morphodynamic flux laws) for predicting landscape forms and dynamics. In the following chapters we discuss these topics while analysing seafloor and subseafloor geophysical data, with a particular focus on submarine drainage networks. An important result of this analysis is a morphodynamic model that can explain the long-profile shape of submarine canyons. The model stimulates our discussion about the equilibrium and transience of drainage morphologies observed in the geophysical data set we present. In this work we advocate for the complementariness and interdependence of observational analyses and modeling of sedimentary processes. This Thesis demonstrates that much can be learned about the sedimentary evolution of submarine basins from the study of seascape morphologies, both modern and ancient, and that submarine canyons can evolve while remaining net depositional, beyond the broadened view of these features as purely erosive. These results can be translated to improved stratigraphic prediction in slope strata, a better knowledge of hydrocarbon and water resource distribution in these settings, and a broadened view of submarine canyon development.