En esta tesis se estudia la formación y mantenimiento de los bancos de arena sobre la plataforma continental asociados a la costa. Estos son estructuras sedimentarias de forma alargada y que se repiten periódicamente a lo largo de la costa. Ejemplos son las que se observan en la costa central de Holanda o la costa atlántica de la península de Florida en los Estados Unidos. Estos bancos se caracterizan por hallarse en profundidades de entre 5 y 30m, estar espaciados entre 5 y 7 km., tener una amplitud de entre 2 y 4m y una longitud aproximada de 10 km. y encontrarse en pendientes suaves. La orientación de estos bancos es tal que la parte situada mar adentro esta desplazada contra corriente respecto a la parte mas cercana a la costa y mo¡igran e la misma dirección que la corriente.Modelos previos para estructuras similares, el modelo desarrollado por Trowbridge en 1995 para estos mismos bancos, así como diversas observaciones, sugieren que los bancos de arena sobre la plataforma continental y asociados a la costa se han podido generar como una inestabilidad inherente del sistema morfodinámico, formado por los procesos hidrodinámicos en interacción con un fondo erosionable. Esta es la hipótesis que se ha intentado verificar en esta tesis. Para ello se han estudiado la estabilidad de un fondo plano en la dirección de la costa e inclinado en la dirección transversal y una corriente uniforme en la dirección de la costa. En este flujo básico esta forzado por las tensiones debidas el viento en la superficie, los gradientes longitudinales de la superficie libre y las mareas. El flujo esta descrito por las ecuaciones de aguas poco profundas promediadas verticalmente, y en las que efectos como el del oleaje o la rugosidad del fondo han sido promediados (en el tiempo y el espacio, respectivamente) e incluidos paramétricamente. El transporte de sedimento es proporcional a las velocidades locales y tiene en cuenta los efectos de las pendientes.El análisis de estabilidad lineal predice la formación de los bancos de arena sobre la plataforma continental y asociados a la costa zonas donde corrientes de tormentas son dominantes. Además, el transporte del sedimento debe estar dominado por el efecto del oleaje. Para estas condiciones se ha desarrollado un modelo de estabilidad no-lineal para estudiar la evolución de estas estructuras a largo plazo. El principal resultado de este análisis es que las estructuras que resultan de el se asemejan, tanto en forma como en tamaño, a las observadas. / In this thesis the generation and maintenance of shoreface-connected sand ridges has been investigated. These are elongated sedimentary structures with an alongshore periodicity. Such ridges are found, for example, in the Central Dutch coast or in the Atlantic coast of the Florida peninsula of the USA. They are found in water depths between 5 and 30m, with an alongshore spacing between 5 and 7 km, amplitude between 2 and 4 m and a length of approximately 10km and are found in a gently slopping bottom. The ridges have an upcurrent rotation with respect the dominant storm current and migrate downstream.Models for similar structures, the model of Trowbridge of 1995, together with several observations, suggest that shoreface-connected sand ridges have been develop as a free instability of the morphodynamic system form by the hydrodynamic processes and an erodible bottom. This is the main hypothesis of this thesis.For this propose the stability of a flat slopping bottom in the direction perpendicular to the coast and a uniform current parallel to the coast has been analysed. The basic current in forced by wind stresses, alongshore pressure gradients and the tides. The flow is derived by the depth-integrated shallow water equations, averaged in short time (waves) and length scales (bottom ripples). The sediment transport is proportional to the local velocities and takes in to account slope effects.Stability analysis shows that shoreface-connected ridges can be form on regions where storm currents are dominant. Moreover, sediment transport should be dominated by the waves. For this conditions a nonlinear models has been developed to study the long-term behaviour of the ridges. The main result is that the modelled ridges are similar in shape and amplitude to the observed ones.

En este trabajo se han estudiado los materiales terciarios continentales, depositados preferentemente en áreas adyacentes al borde occidental de Los Catalánides. Se han diferenciado diferentes unidades estratigráficas atendiendo tanto a caracteres litológicos como a criterios de tipo bioestratigráfico. Las unidades (formaciones), generalmente continentales, se han agrupado en conjuntos de unidades de mayor jerarquía, denominadas Grupos. Cada Grupo tiene un significado sedimentario diferente y corresponde a un Sistema Deposicional específico.El Grupo Cornudella corresponde a un Sistema Sedimentario caracterizado por materiales terrígenos de granulometría fina (lutitas y arenas). Estos se han depositado en cuencas sedimentarias conformadas por la actividad tectónica previa. Los materiales basales, lutíticos y carbonatados, representan claramente un periodo muy calmado de actividad tectónica general. Poco a poco, los niveles arenosos cada vez más potentes e importantes se van haciendo presentes en las diferentes unidades del Grupo. Representan las primeras respuestas sedimentarias a cierta actividad tectónica en el área fuente. Los niveles carbonatados representan algunas pequeñas lagunas donde se produce una sedimentación de ese tipo. La existencia de potentes niveles yesíferos indica que en algunas lagunas, instaladas en las zonas donde anteriormente existían depósitos arenosos fluviales, se ha producido una sedimentación principal de sulfato cálcico, con algunos niveles carbonatados y horizontes y nódulos de silex intercalados. Esto se ha originado por efectos de la gran sequedad que condiciona la evaporación repetitiva de esas lagunas durante periodos climáticos agresivos. Representa una sedimentación tranquila en zonas alejadas del área fuente que, progresivamente, va perdiendo ese carácter en beneficio de manifestaciones sedimentarias de granulometría gruesa que indican un progresivo acercamiento, aunque gradual, de la zona tectónicamente activa en el momento de la sedimentación principal. El conjunto culmina con una sedimentación tranquila representada por la instalación de extensos lagos con deposición carbonatada principal y caracterizados por una aureola de vegetación muy intensa y acusada.El suprayacente Grupo Scala Dei se halla caracterizado por mostrar los materiales cartográficamente mas extensos, terrígenos y de granulometría mas gruesa de los estudiados en el sector tarraconense. Corresponde a un conjunto de abanicos aluviales, constituidos predominantemente por clastos carbonatados de procedencia mesozoica. Las diferentes unidades diferenciadas corresponden a asociaciones de facies que representan zonas proximales, zonas intermedias, zonas distales y zonas marginales respectivamente, y tienen una extensión muy considerable. El conjunto tiene una disposición estructural en forma de abanicos de capas que sin solución de continuidad muestran una variación gradual de buzamiento. Esto representa una actividad tectónica sinsedimentaria que a su vez ha ocasionado la gran extensión radial de estos abanicos aluviales. En algunos casos llegan a tener influencia directa mas allá de los 40 Km. en línea recta.El Grupo Barberà representa la instalación de una sedimentación terrígena gruesa muy localizada en el sector de Cabra del Camp, mientras que en general lo que predominan son las facies distales y marginales caracterizadas por facies de llanuras fangosas y ocasionales episodios fluviales asociados.Las Unidades Superiores se hallan constituidas en la zona estudiada por la Fm. Fatarella que corresponde a la manifestación predominante de grandes zonas lacustres con sedimentación carbonatada. Representa la instalación de una sedimentación tranquila en una zona donde ya ha cesado la actividad tectonica principal de procedencia catalánide.En la Zona Norte la sedimentación cenozoica empieza a partir de una deposición tranquila que se desarrolla preferentemente en cubetas excavadas en los materiales del substrato. Corresponde a una sedimentación en llanuras fangosas con algunas zonas encharcadas donde se instalan pequeñas lagunas más o menos vegetadas y con una sedimentación carbonatada manifiesta.Localmente aparecen algunas intercalaciones de materiales arenosos y carbonatados, caracterizados por mostrar diversos tipos de fauna marina. Corresponden a una pequeña transgresión marina paleocena y que se ha desarrollado preferentemente hacia los sectores septentrionales de la zona estudiada.Las otras unidades diferenciadas, predominantemente terrígenas gruesas, corresponden a diferentes asociaciones de abanicos aluviales. Corresponden a zonas proximales y a zonas distales-marginales de grandes asociaciones de facies integradas dentro de un Sistema Deposicional de abanicos aluviales. Las asociaciones de facies correspondientes a zonas proximales se hallan situadas hacia la parte superior de la megasecuencia deposicional en la que se organiza el conjunto de los materiales estudiados. Esto indica un acercamiento del borde de cuenca tectónicamente activo hacia posiciones cercanas a las de los actuales afloramientos.La Historia Deposicional se desarrolla desde un Paleoceno medio (Taneciense) hasta el Priaboniense en la Zona Norte. En la Zona Sur, empieza a partir del Taneciense, alcanza su máximo desarrollo a partir del Eoceno medio (Luteciense) y no acaba hasta el oligoceno superior. / Tertiary continental materials deposited mainly on the western border of the Catalonian Coastal ranges are studied. Several stratigraphic units characterised by lithological and biostratigraphical criteria can be differentiated. The stratigraphic units (formations) are grouped in other major units termed groups. Each Depositional System corresponds to the previously defined Group.In the South Area there are several groups The "Cornudella Group" is characterised by a main mud flat deposition, with small ponded areas when the lacustrine-palustrine limestone sedimentation can be developed. In several cases the gypsum sedimentation may be observed, with some levels characterised by nodular evaporites developed by repetitive evaporatic pumping action. Some fluvial manifestations may be demonstrated by the sandstone materials with fluvial facies.The "Scala Dei Group" shows the most coarse-grained materials that can be observed in the south area. The defined formations correspond to the proximal fan facies, the middle fan facies and the distal fan facies in the Alluvial Fan Depositional System. The most distal-marginal fan facies of other Depositional System can be grouped in the "Barberá Group". The main lacustrine Depositional System characterised by the limestone deposition developed in the most basinal areas is represented in the studied area by the "Upper Units".The deposition starts in the Paleocene (Thanetian) and reaches the Priabonian in the North Area. The sedimentation commences in the Thanetian, reaches the upper Oligocene and is well developed during the Eocene times in the South Area.In the "North Area" the mud flat sedimentation is not well developed because the thick distal-marginal alluvial fan facies have been deposited rapidly. The thickest and coarsest proximal alluvial fan facies are also well developed. The gradual approximation of the source area border to the basin area is represented by the coarsening upwards main megasequence. Finally a marine transgression is developed on the upper parts of the main alluvial fan megasequence.The sedimentation in both areas represents a main sedimentation of the coarsest alluvial fan Depositional System, with the special characteristic of different phases in the main development of that sedimentation. When the North Area is characterised by the coarsest alluvial fan deposition, a mainly roud flat sedimentation can be developed in the south area. In contrast, when the continental alluvial fan sedimentation is completed in the north area, a maximum development of this type of sedimentation can be observed in the South Area.

Es tracta d'una tesi fonamentalment interdisciplinària que aborda l'anàlisi de la dinàmica fitoplanctònica, en condicions de mar obert i en termes de fixació de carboni, en funció de pressos estrictament físics com són la difusió turbulenta, la sedimentació, etc.En primer terme, el fitoplàncton està constituït per organismes vegetals microscòpics, que com a tals necessiten llum i sals minerals (anomenats generalment "nutrients"). La llum és en qualsevol cas sempre més abundant a nivell de la superfície del mar, mentre que els nutrients són més abundants en profunditat. La majoria d'organismes fitoplanctònics presenten una capacitat natatòria molt reduïda, o simplement nul·la. Per tant, aquests organismes depenen en gran mesura de l'aport de nutrients que per transport turbulent els arriba des de les capes més profundes fins la capa superior il·luminada (o capa eufòtica).Primerament es dugué a terme una anàlisi d'escales en base als temps característics dels processos biològics clau, susceptibles de poder presentar un major grau de sensibilitat envers l'efecte de la trubulència, tals com l'absorció de nutrients i la fixació de carboni (fotosíntesi).Les principals característiques d'aquest nou model són la capacitat de poder resoldre els processos biològics amb una resolució temporal de l'ordre de segons minuts o segons, coincidint, per tant, amb l'escala temporal de la turbulència. I segon, el seguiment simultani del transport vertical de carboni i nitrogen.La turbulència de petita escala s'introdueix en el model numèric a través de les parametritzacions proposades per Osborn, i per Gaspar i col·laboradors, metodologia àmpliament utilitzada en l'actualitat, i contrastada experimentalment. Finalment s'analitza la relació entre la difusió turbulenta de petita escala i la producció primària fitoplanctònica en termes de fluxes verticals de carboni i nitrogen.Són destacables els resultats obtinguts en l'estudi del transport de matèria a través de la capa límit present al voltant dels organismes fitoplanctònics (les anomenades Diffusive Boundary Layers), identificant-se limitacions estrictament físiques al co-transport de carboni, nitrogen i fósfor. / This Ph.D. thesis introduces an interdisciplinary approach to the modeling of phytoplankton carbon fixation and nutrient uptake (nitrogen) according to the influence of small-scale turbulence in the open ocean. The modeling exercise presents a new strictly biological model with five state-variables, and a vertical 1-D coupled physical-biological model of the uppermost 100 meters of the marine water column. The two shared state-variables of the 1-D model are phytoplankton biomass (in terms of carbon), and an external limiting nutrient (in terms of nitrate).The biological model accounts for carbon and nitrogen biomass state-variables, following explicitly the track of both fluxes. As a relevant achievement the model successfully couples the different timescales of the carbon fixation (hours to days) and nitrogen uptake rates (seconds to minutes) by means of two intermediate carbon and nitrogen highly dynamical internal pools.Simulation runs are presented for the biological model alone, and in for the coupled physical-biological 1-D model.The thesis also provides a significative insight into the transport of mass through the diffusive boundary layers around phytoplanktonic organisms, and presents a potential strictly physical limitation to Redfield requirements.