Isostatic compensation in the Western-Central Betic Cordillera (South Spain) caused by erosional unloading from the Messinian to the present: the emergence of an orogen

Abstract

In the Western-Central Betic Cordillera (WCBC), the Messinian Salinity Crisistriggered and important fluvial denudation, removing millions cubic meters of rocks from the Mediterranean slope of the emergent orogen. We offer an evaluation of the subsequent isostatic response calculating in a GIS environment the geophysical relief (gr ) values (denudation plate and continuous models) and also surface uplift (Airy isostasy) for 48 drainage basins (spatial isostatic units). Higher gr (major denudation) values are obtained consistently at the Mediterranean side of the ancient water divide (328-465 m) and noticeable lower (<235 m) in the Atlantic slope. The obtained gr models show a similar asymmetric distribution. Comparison with published uplift models based on stratigraphic markers and landforms in the zone confirms that near the 45-50% of the total uplift of the WCBC was triggered during the MSC. Calculated surface uplift for the Mediterranean (291 ±20 m) and Atlantic (179 ±20 m) slopes indicate uplift rates during the MSC of 0.18 mm/yr in the Mediterranean (practically null in the Atlantic). Consequently, isostatic uplift caused by fluvial erosional unloading can be identified as one of the main proces controlling the landscape evolution in the zone during and after the MSC

En la Cordillera Bética Centro Occidental (CBCO), la MSC desencadenó una importante denudación fluvial, retirando millones de metros cúbicos de roca de la vertiente mediterránea del orógeno emergente. En este trabajo evaluamos la respuesta isostática subsiguiente calculando (en SIG) el relieve geofísico (rg , valores y modelos continuos de la placa de denudación) y la elevación superficial (isostasia de Airy) para 48 cuencas de drenaje (unidades isostáticas espaciales). Los valores más altos de rg (mayor denudación) se han obtenido sistemáticamente en la antigua vertiente mediterránea (328-465 m), claramente menores en la vertiente Atlántica (<235 m). Los modelos continuos de rg presentan la misma distribución asimétrica. La comparación con modelos de elevación publicados para la zona confirma que el 45-50% de la elevación total de la CBCO se produjo durante la MSC y las elevaciones isostáticas calculadas para la antigua vertiente mediterránea (c. 291 ±20 m) y Atlántica (c.179 ±20 m) ofrecen tasas de elevación vertical de 0,18 mm/año durante la MSC en la mediterránea (y prácticamente cero en la atlántica). Por tanto, el rebote isostático producido por la denudación fluvial durante la MSC es uno de los procesos principales que controla la evolución vertical del relieve y el paisaje durante y después de la MSC