Evaluación del multiriesgo en la Costa sur de México, identificados por medio de anomalías geoquímicas y rasgos morfológicos

Abstract

RESUMEN:

Este estudio realizó la evaluación de peligros múltiples de la costa de Oaxaca utilizando el Sistema de Información Geográfica y el análisis geoquímico de registros sedimentarios. La evaluación de la variabilidad de la línea costera para el período a corto y largo plazo entre 1973- 2020 significa que el área costera está experimentando una tasa de acreción más lenta usando la Tasa de regresión lineal (1.2 ± 2.5 m / año) y la Regresión lineal ponderada (0.3 ± 2.5 m / año) estadísticas. El modelo de predicción para 2030 y 2040 muestra que los estuarios de Río Chacahua, Verde y Tehuantepec (erosión), y las playas de Las Escolleras y Chipehua (acresión) continuarían mostrando la misma tendencia. Los posibles factores que gobiernan el proceso de variaciones del litoral son los flujos de sedimentos inducidos por las lluvias a lo largo de los estuarios, el impacto antropogénico en las playas turísticas y la acción de las olas. La evaluación combinada de la vulnerabilidad de los parámetros característicos de la costa, como la elevación regional, la pendiente, el cambio de la línea costera, la proximidad de la línea costera y la geología costera, presentó el porcentaje de vulnerabilidad en cada categoría: 19.28% (1941.8 km2), 22.64% (2279.8 km2), 18% (1813.1 km2), 19.48% (1962.3 km2) y 20.6% (2074.5 km2) para muy bajo, bajo, moderado, alto y muy alto, respectivamente. La clasificación de vulnerabilidad combinada para el aumento relativo del nivel del mar, la altura significativa de las olas, la densidad de ciclones tropicales, la densidad de drenaje y la densidad de lluvia representó el porcentaje de área bajo cada categoría: muy bajo (19.28%, 1941.8 km2), bajo (22.64%, 2279.8 km2), moderado (18%, 1813.1 km2), alto (19.48%, 1962.3 km2) y muy alto (20.6%, 2074.5 km2). La clasificación de vulnerabilidad combinada para parámetros socioeconómicos tales como densidad de población, densidad de hogares, asentamiento humano y base de datos construida, uso del suelo y tipo de cobertura del suelo, red de carreteras, presentó el porcentaje de área bajo cada clase es muy bajo (0 – 0.14), bajo (0.15 – 0.24), moderado (0.25 – 0.33), alto (0.34 – 0.43) y muy alto (0.44 – 1.0). El porcentaje de área que representa a cada clase fue muy bajo (10.38%, 1046.4 km2), bajo (27.70%, 2791.4 km2), moderado (21.77%, 2194.2 km2), alto (19.57%, 1972.1 km2). km) y muy alto (20.57%, 2072.8 km2).

El Índice Integrado de Vulnerabilidad Costera (ICVI) determinado a partir del promedio de otros tres subíndices como CCSI, CFSI y SESI. Los valores de ICVI fluctuaron entre 0.022 y 0.895, con un valor medio de 0.318. Las clases de vulnerabilidad se dividieron en muy baja (0.02- 0.22), baja (0.23 - 0.3), moderada (0.31 - 0.38), alta (0.39 - 0.47) y muy alta (0.48 - 1.0). El porcentaje de área que representa cada clase fue muy bajo (15.43%, 1526.8 km2), bajo (28.96%, 2866.7 km2), moderado (31.67%, 3134.6 km2), alto (17.11%, 1693.4 km2). km) y muy alto (6.83%, 676.4 km2). Los municipios con mayor vulnerabilidad son Santiago Pinotepa Nacional, Santa María Huazolotitlán, Santiago Jamiltepec, Villa de Tututepec, San Pedro Mixtepec, Salina Cruz y San Mateo del Mar. El estudio geoquímico de cuatro núcleos y tres muestras de trinchera implica características de depósito distintivas con la mayoría de los elementos asociados en los procesos redox. La normalización con valores de corteza continental superior muestra el enriquecimiento significativo de As en todos los puntos de muestreo que podría deberse a formaciones geológicas como riolita y formaciones volcánicas. Los valores de EF significan el enriquecimiento de As, Hg y Sb, mientras que el valor de Igeo no presentó ningún registro positivo de contaminación. Se utilizaron PLI, CF, DC, mDC y PERI para acceder al registro de contaminación e identificar la profundidad donde se registraron los extremos máximos. Las proporciones elementales (p. Ej., Ca / Fe y Ca / Ti) junto con los índices geo ambientales nos ayudaron a identificar tres posibles depósitos de eventos extremos que tienen influencia marina (p. Ej., A una profundidad de 32 cm, 52 cm y 112 cm en C1). Los depósitos de paleo-tsunamis previos identificados en la costa de Oaxaca por varios autores y asumiendo nuestro punto de muestreo como posible área inundada por tsunamis. Se creó un modelo de inundación con cuatro escenarios introduciendo diferentes alturas de ola. La integración del modelo de inundación con el índice de vulnerabilidad costera proporciona datos precisos de alta resolución del área que está en alto riesgo. El resultado de este estudio es un nuevo enfoque que da una idea general de los riesgos que plantean múltiples amenazas naturales y antropogénicas en el paisaje costero de Oaxaca. Además, el análisis multi-proxy mejorado de sedimentos puede distinguir los depósitos de tsunamis y otros eventos extremos. Además, un modelo numérico avanzado que incorpora las características de las olas delimitará la distancia exacta de inundación de diferentes fenómenos.

ABSTRACT: This study conducted the multi-hazard assessment of Oaxaca coast using Geographical Information System and geochemical analysis of sedimentary registers. The evaluation of shoreline variability for short-term and long-term period between 1973-2020 signifies that, the coastal area is experiencing slower rate of accretion using Linear Regression Rate (1.2 ± 2.5m/yr) and Weighted Linear Regression (0.3±2.5 m/yr) statistics. The prediction model for 2030 and 2040 shows that the estuaries of Rio Chacahua, Verde, and Tehuantepec (erosion), and beaches of Las Escolleras and Chipehua (accresion) would continue to show the same trend. The possible factors that govern the process of coastline variations are rainfall induced sediment fluxes along the estuaries, anthropogenic impact in tourist beaches and wave actions. The combined vulnerability assessment of coastal characteristic parameters such as regional elevation, slope, shoreline change, shoreline proximity, and coastal geology presented the vulnerability percentage under each category are 19.28% (1941.8 sq.km), 22.64% (2279.8 sq.km), 18% (1813.1 sq.km), 19.48% (1962.3 sq.km), and 20.6% (2074.5 sq.km) for very low, low, moderate, high, and very high, respectively. The combined vulnerability ranking for relative sea level rise, significant wave height, tropical cyclone density, drainage density, and rainfall density represented the percentage of area under each category are very low (19.28%, 1941.8 sq.km), low (22.64%, 2279.8 sq.km), moderate (18%, 1813.1 sq.km), high (19.48%, 1962.3 sq.km), and very high (20.6%, 2074.5 sq.km). The combined vulnerability ranking for socio- economic parameters such as population density, household density, human settlement and built- up database, land use and land cover type, road network, presented the percentage of area under each class are very low (0 – 0.14), low (0.15 – 0.24), moderate (0.25 – 0.33), high (0.34 – 0.43), and very high (0.44 – 1.0). The percentage of area representing each class were very low (10.38%, 1046.4 sq.km), low (27.70%, 2791.4 sq.km), moderate (21.77%, 2194.2 sq.km), high (19.57%, 1972.1 sq.km), and very high (20.57%, 2072.8 sq.km). The Integrated Coastal Vulnerability Index

(ICVI) determined from the average of other three sub-indices such as CCSI, CFSI, and SESI.

The ICVI values fluctuated between 0.022 and 0.895, with the mean value of 0.318. The vulnerability classes were divided into very low (0.02 – 0.22), low (0.23 – 0.3), moderate (0.31 – 0.38), high (0.39 – 0.47), and very high (0.48 – 1.0). The percentage of area representing each class were very low (15.43%, 1526.8 sq.km), low (28.96%, 2866.7 sq.km), moderate (31.67%, 3134.6 sq.km), high (17.11%, 1693.4 sq.km), and very high (6.83%, 676.4 sq.km). The municipalities with higher vulnerability are Santiago Pinotepa Nacional, Santa Maria Huazolotitlan, Santiago Jamiltepec, Villa de Tututepec, San Pedro Mixtepec, Salina Cruz, and San Mateo del Mar. The geochemical study of four core and three trench samples implies distinctive depositional characteristics with most of the elements associated in redox processes. The normalization with upper continental crust values shows the significant enrichment of As in all the sampling points that could be due to geological formations such as rhyolite and volcanic formations. The EF values signify the enrichment of As, Hg and Sb, while the Igeo value did not present any positive pollution record. PLI, CF, DC, mDC, and PERI were utilized to access the contamination record and to identify the depth where maximum extremes were recorded. The elemental ratios (e.g., Ca/Fe and Ca/Ti,) along with the geo-environmental indices helped us to identify three possible extreme event deposits that have marine influence (e.g., at the depth of 32cm, 52cm, and 112cm in C1). The previous paleo-tsunami deposits identified in Oaxaca coast by various authors and assuming our sampling point as possible tsunami inundated area. An inundation model was created with four scenarios by introducing different wave height. The integration of inundation model with the coastal vulnerability index gives the precise high-resolution data of the area that are at high risk. The result of this study is a new approach that gives an overall idea of risks poses by multiple natural and anthropogenic hazards on the coastal landscape of Oaxaca. Further, the

improved multi-proxy analysis of sediments can distinguish tsunami and other extreme event deposits. Additionally, advanced numerical model incorporating the wave characteristics will delineate the exact inundation distance of different phenomenon.