II. ISTORICUL CERCETĂRII BRAȚULUI CHILIA 12 III. METODE ȘI TEHNICI DE CERCETARE 16 IV. BRATUL CHILIA IN DOCUMENTE CARTOGRAFICE 23 1. Perioada… [305329]

Doctorat

II. ISTORICUL CERCETĂRII BRAȚULUI CHILIA 12 III. METODE ȘI TEHNICI DE CERCETARE 16 IV. BRATUL CHILIA IN DOCUMENTE CARTOGRAFICE 23 1. Perioada… [305329]

Byadmin ianuarie 1, 2024

UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI

FACULTATEA DE GEOGRAFIE

DELTELE BRATULUI CHILIA

STUDIU DE GEOMORFOLOGIE

COORDONATOR:

PROF.UNIV.DR. EMIL VESPREMEANU

DOCTORAND: [anonimizat]

2017

CUPRINS

CUPRINS 1

I. INTRODUCERE 2

II. ISTORICUL CERCETĂRII BRAȚULUI CHILIA 12

III. METODE ȘI TEHNICI DE CERCETARE 16

IV. BRATUL CHILIA IN DOCUMENTE CARTOGRAFICE 23

1. Perioada hartilor vechi de dinaintea ridicarilor geodezice. 45

2. perioada moderna 45

V. EVOLUTIA GEOLOGICA A DELTELOR CHILIA: REORGANIZAREA PROCESELOR DELTAICE SUB PRESIUNE ANTROPICA 45

1. Impactul antropic in Delta Dunarii 45

2. Istoria deltelor secundare Chilia 48

3. Cauzele reorganizarii Deltei Dunarii 52

4. Viitorul deltelor secundare Chilia 54

VI. EVOLUTIA GEOMORFOLOGICA A DELTELOR CHILIA: TOPOLOGIE, DINAMICA SI INTERVENTII ANTROPICE 55

1.Introducere 55

2. Morfologia lobilor Chiliei 56

3. Clasifiarea pe baza teoriei grafice 57

4. Evolutia geomorfologica a lobilor Chilia 59

5. Concluzii 60

VII. MORFODINAMICA DELTEI MARINE A BRATULUI CHILIA 60

1. Cronologia aparitiei deltei marine Chilia 60

2. Evolutia morfodinamica a deltei marine Chilia in regim natural 61

3. Mecanismele de control a evolutiei morfodinamice a deltei marine Chilia 67

4.Concluzii 72

VIII. CONCLUZII 73

IX. BIBLIOGRAFIE 74

I. INTRODUCERE

Scopul lucrării

Lucrarea urmareste in premiera realizarea unui model de evolutie geomorfologica a bratului Chilia si deltelor construite de acesta. Atingerea obiectivului s-a realizat prin analiza materialului cartografic existent la aceasta data (harti, ortofotoplanuri si imagini satelitare) [anonimizat] (nivel, [anonimizat]) precum si cronostratigrafie ([anonimizat]). Prin analiza corelata a datelor obtinute se va realiza reconstituirea proceselor geomorfologice care au determinat configuratia actuala a reliefului.

Dupa o [anonimizat] (1) procesul succesiv de formare al deltelor secundare Chilia din perspectiva geologica si geomorfologica; (2) morfologia acestor delte in regim natural si (3) starea lor actuala in regim antropic. Concluziile includ o prognoza a [anonimizat].

Importanța brațului Chilia în cadrul Deltei Dunării

Ca subiect al tezei mele de doctorat am ales sa ma ocup de o zona a [anonimizat]: [anonimizat]. Bratul si deltele interioare ale Chiliei au fost mai putin studiate pana acum si persista ideea neintemeiata ca ar fi simple zone de divagatie fluviala (braided channels). [anonimizat], a Chiliei a fost pana curand considerata a a avea o vechime nejustificat de mare. [anonimizat], aceste controverse trebuie rezolvate. Acest brat in stadiu actual este bratul principal de evacuare a apei si sedimentelor aduse de fluviul Dunarea. In acelasi timp este si un canal de navigatie important in Delta Dunarii si granita dintre Romania si Ukraina. Mamagementul acestui brat depinde nu doar de factori politici ci si de o intelegere aprofundata a proceselor naturale. Din acest motiv speram ca aceasta teza va fi de folos stiintific dar si practic.

2. Stadiul actual al cercetărilor de geomorfologie fluvială la nivel internațional

Deltele fluviale sunt printre cele mai dinamice coaste din lume. Existenta lor depinde nu numai de aportul sedimentar al fluviului constructor, ci si de dinamica bazinului marin sau lacustru in care delta respectiva se formeaza. Cele mai mari pericole pentru delte, coaste cu relief putin inalt, il reprezinta: (1) scaderea aportului de sedimente datorita lucrarilor hidrotechnice de pe cursul fluviilor si a afluentilor acestora; (2) cresterea nivelului marii datorita incalzirii globale si topirii calotelor glaciare si aghetarilor de altitudine, (3) modificarea regimului furtunilor care afecteaza deltele prin schimbarea dinamicii coastelor (valuri, curenti, vanturi, etc) si (4) modificarile antropice in interiorul deltelor si pe coastele deltaice (desecari, asanari, taierea de canale noi, construirea de diguri, construirea de infrastructuri, agricultura, etc)

Deltele sunt de o importanta vitala prin serviciile ecologice prestate pentru bazinele lor hidrografice si respectiv pentru tarile pe teritoriul carora se afla ele, functionand drept filtre naturale. In plus, bogatia florei si faunei deltelor si posibilitatea unui transport lesnicios pe multitudinea lor de canale a facut ca aceste medii naturale sa fie exploatate intensiv inca din preistorie. In acest moment unele din cele mai populate metropole ale lumii se afla in delte sau in apropierea lor (Shanghai, Bangkok, Cairo, Calcutta, Karachi, Ho Shi Min, Hanoi, Houston, New Orleans, Dhaka, etc.). De aceea importanta deltelor ca mediu de vietuire si ca resursa naturala cu greu poate fi exagerata.

Aceste probleme de importanta globala la nivelul deltelor a dus la un reviriment al studiilor deltaice. Daca inainte de 1990 accentu principal in aceste studii erea pus pe exploatarea resurselor naturale si principalele surse de date veneau din industria petrolului, in ultimul sfert de secol studiile de mediu au crescut exponential. Printre prncipalele tendinte de studiu amintim: (1) compilarea unor modele globale de formare a deltelor in conditiile cresterii neivelului marii din perioada glaciara pana in holocen ( Goodbred et all ****; Saito at al. ****; Giosan et al. 2009; (2) generarea de bugete sedimentare l a nivelul fiecarei delte pentru a intelege balanta sedimentara relativ la cresterea nivelului marii (Syvitsky et al. 2009; Giosan et al. 2014; (3) intelegerea fenomemnelor de subsidenta la nivel intradeltaic (Syvitsky et al. 2009; Higgins et al. 2015); (4) studiul zonelor de coasta si submarine a deltelor ( Nittrouer et all ****; Goodbred et all ****; Giosan et all 2006) inclusiv efectele valurilor si a curentilor mareeici si de vant (Bhattacharya & Giosan 2004; Giosan et all 2012; Nienhuis et al. 2015); (5) intelegerea regimului paleohidrologic a fluviilor formatoare de delte (Toonen et all 2015; Munoz et all 2016). Multe din aceste tendinte sunt reprezentate in studiile recente ale deltei Dunarii, iar intentia acestei teze este de a continua pe aceasta directie si de a furniza o analiza moderna a regiunii Chilia.

3. Stadiul actual al cercetărilor de geomorfologie fluvială în România

Studiul Deltei Dunarii a inceput inca din secolul XIX, cand motive pragmatice de navigatie a impus cartarea gurilor Dunarii, a interiorului deltei si a coastei deltaice. Comisiunea Europeana a Dunarii (CED) si precursorii ei au ridicat initial harti de detaliu pentru a alege calea de navigatie cea mai eficienta dinspre Marea Neagra in susul Dunarii, urmate de ridicari succesive pentru mentinerea acesteia. Marele nostru om de stiinta, Grigore Antipa, a produs primul model credibil de evolutie a deltei la inceputul secolului XX impreuna cu inginerul Ion Vidrascu care a facut prima ridicare de detaliu a interiorului deltei. Contributii de o mai mica sau mai mare insemnatate au avut C. Bratescu, Munteanu-Murgoci, Ionescu Dobrogeanu, G. Valsan, Lepsi, Slanar, insa modelul Antipa a ramas in mare parte valabil si dupa sugestiile de imbunatatire ale lui E. De Martonne si V. Zenkovici care au propus o succesiune logica de constructie a diferitilor lobi deltaici. Mai mult Zenkovici a sugerat ca masivele campuri de grinduri marine (Caraorman, Letea, Saraturile, Jebrieni) situate in nordul unor foste sau actuale guri deltaice au fost construite cu aport de sedimente partial sau integral aduse in lungul tarmului din surse non-danubiene. In anii 1950-1970 s-au realizat o serie de foraje de mica si mare adancime pe cuprinsul Deltei Dunarii. Din pacate aceste foraje au avut ca scop determinarea proprietatilor geotehnice a sedimentelor si a hidrogeologiei zonei, si mai putin a evolutiei Deltei Dunarii. N. Panin si colaboratorii au avut o prima tentativa de reconstructie a evolutiei deltei bazata pe datarile radiocarbon, in principal a resturilor de moluste fosile pastrate in constitutia grindurilor marine ale deltei. Din pacate datarile au fost viciate de modul de colectare al specimenelor si starea la care se afla tehnica de datare in acel moment care avea nevoie de cantitati mari de material organic. Grupul sus mentionat a reusit insa sa demonstreze ipoteza Zenkovici in ce priveste susrsa de nisip pentru campurile de grinduri marine majore.

Recent, cercetarile conduse de Liviu Giosan, Prof. Univ. Dr. Emil Vespremeanu si cercetatori de la de la institutul oceanografic Woods Hole din SUA si Facultatea de Geografie a Universitatii din Bucuresti ce activeaza in cadrul Statiunii de Cercetari Marine si Fluviale din Sfantu Gheorghe-Tulcea au realizat un nou model de evolutie deltaica bazat pe datari radiocarbon (cu spectrometrie de masa) pe moluste si resturi vegetale si verificat de datari de luminiscenta a nisipului din lobii marini. Cu aceste metode s-a determinat ca Delta Dunarii a inceput sa-si construiasca partea marina in urma cu aproximativ 5200 de ani, data care difera de modelul precedent cu aproape 5000 de ani. Etapele evolutiei complexelor deltaice marine difera si ele fata de propunerile precedente. Astfel s-a ajuns la o intelegere a geogrfiei antice a deltei si a intelegerii declinului principalei colonii grecesti din zona, Istria datorita conditiilor neprielnice ale mediului costier (Fig. 4); mai mult s-a rezolvat o problema de prim ordin a paleooceanografiei Marii Negre, stabilindu-se ca nivelul marii nu a variat atat de mult cat se credea (vezi Chepalyga, 1984). Din contra nivelul Marii Negre in zona Deltei Dunarii nu a oscilat cu mai mult de 2 metri in plus sau in minus fata de nivelul actual in ultimii 5500 de ani (Fig. 5). Aceasta contributie ne permite sa interpretam intr-o lumina noua toate studiile de geografie, geomorfologie, geologie, paleooceanografie si arheologie din zona Marii Negre si in acelasi timp constituie fundamentul pentru studiul detaliat al Deltei Dunarii, din care acesta tema de doctorat face parte integranta. Acest model de evolutie a fost confirmat de datari ulterioare (Vespremeanu -Stroe et al. 2015; Preoteasa et al. 2015). Utilizarea datelor anterioare de foraj impreuna cu noi foraje in delta au evidentiat existenta unei delte premergatoare deltei moderne a Dunarii care a fost inundata in urma cu aproximativ 9000 de ani ( Giosan et. Al 2009) cand Marea Neagra s-a reunit cu oceanul planetar.

In ultimii ani grupul nostru a facut progrese rapide in cunoasterea evolutiei Deltei Dunarii (Fig. 3). Astfel au fost reinterpretate datele de geomorfologie (Giosan et al., 2005), unde s-a facut separatia clasica dintre delta fluviala si cea marina (Antipa, 1915). S-au delimitat astfel patru complexe deltaice fluviale (Tulcea, Dunavat, Chilia I si II) care au fost construite de bratele fluviului in depresiuni lagunare sau lacustre situate in spatele unor cordoane litorale. Studii recente de geoarheologie in delta fluviala (Mila 23) au confirmat faptul ca primul complex deltaic fluvial, lobul Tulcea, erea deja format in urma cu circa 6000 de ani si erea deja populat (Carozza et al. 2012; 2013). In delta marina au fost evidentiate, in ordinea formarii lor, complexele deltaice Sfantu Gheorghe I, Sulina, Sfantu Gheorghe II si Chilia III, in acord cu studiile anterioare (De Martonne, 1931; Zenkovich, 1956; Panin et al., 1983; Vespremeanu, 1983, 1984, 1986). Astfel s-a constatat ca tipul de complex deltaic asimetric construit sub influenta valurilor propus prima data de catre Bhattacharya si Giosan (2003) pe baza studiului lobului deltaci Sfantu Gheorghe II si verificat ca o forma morfologica tipica pentru numeroase delte de pe glob, este valabil pentru tipul de constructie al tuturor complexelor deltaice marine ale Deltei Dunarii intr-o etapa sau alta a formarii lor. Noi studii a gurii de varsare Sfantu Gheorghe, inclusiv a insulei Sahalin, a dus la aprofundarea modelului initial propus de Vespremenu 1984 si la descoperirea unor mecanisme de feedback morfodinamic intre depunerile fluviale si regimul valurilor ( Giosan et al.2005, 2013; Giosan 2007) care au fost confirmate ulterior ( Dan et al. ****; Preoteasa et al. 2015????)

Un studiu recent a aporturilor sedimentare moderne in interiorul Deltei Dunarii cuplata cu o analiza a zonelor de depunere si eroziune din parte submersa a coastei deltei a subliniat pregnant efectul negativ al captarii sedimentelor in amenajari hidrotechnice din amontele fluviului, dar si efectul pozitiv al canalelor antropice create in interiorul deltei ( Giosan et al.2014).

Fig. 1. Morfologia Deltei Dunarii (dupa Munteanu, 1996; Diaconu si Mihailov, 1964; Panin, 1989) – din Giosan et al., 2005. Complexele deltaice individuale sunt coloratae in culori calde iar cele marine in culori reci. A). Reteaua de canale si levee fluviale (in negru). B). Grinduri marine si lacustre (grinduri marine de origine non-danubiana in negru; grinduri marine de origine danubiana in gri; grinduri lacustre in rosu; dune construite pe campuri de grinduri in galben). C). Bazine inundabile (in negru). D). Complexe deltaice si cordoanele litorale dezvoltate la sudul deltei propriu-zise (fundamentul de loess al campiei deltaice este reprezentat prin izobate dupa Ghenea si Mihailescu, 1991).

Fig. 2. A). Cronologia evolutiei Deltei Dunarii (Giosan et al., 2006). Cordoanele litorale Zmeica, Lupilor-Istria I, Istria II si Chituc sunt identificate prin literele respectiv, A, B, C si D. Linia neagra intrerupta reprezinta coasta in jurul anului 1 e.n. Datele de radiocarbon calibrate in ani calendaristici provin din datarea de moluste articulate (reprezentate prin cercuri albe) si dezarticulate (cercuri negre). Datele de luminiscenta sunt reprezentate prin romburi. B). Geografia deltei Dunarii dupa Ptolemeu. C). Cronologia dezvoltarii complexelor deltaice si a cordoanelor litorale in modelul anterior (Panin et al., 1983 – in partea de jos a figurii) si in modelul actual (Giosan et al., 2006 – partea de sus a figurii).

Fig. 3. Curba de variatie relativa a nivelului Marii Negre in zona Deltei Dunarii incepand din Holocenul mediu (Giosan et al., 2006). Punctele index ale nivelului marii sunt reprezentate prin patrate a caror dimensiune reprezinta valorile de posibila eroare atat in timp cat si pe verticala (patratele albe provin din datari radiocarbon iar cele gri de luminiscenta). Curba anterioara prezentata de Chepalyga (1984) este aratata prin linia intrerupta (datele originale reinterpretate pentru a arta erorile posibile de datare sunt aratate prin segmentele de linii negre ingrosate; datele originale nu indica din pacate estimari ale erorilor verticle). Stadiile de nivel ridicat respectiv scazut sunt indicate prin denumirile lor date in Chepalyga (1984) si Shilik (1997). Asezarea preistorica scufundata de la Kiten de pe coasta bulgareasca a fost datata in jurul anului 4246 inainte de prezent de catre Kuniholm et al. (1998) si este indicata de simbolul X. Toate datele din aceasta figuri sunt in ani calendaristici.

4. Modul în care se încadrează cercetările noastre în geomorfologia fluvială actuală. Importanța lucrării la nivel național și internațional.

Acest studiu care va lega dinamica unei delte de regimul hidrologic a raului constructor este primul de acest fel din lume si preconizam ca va avea un efect de durata asupra studiilor deltaice pe plan mondial.

Studiul preconizat de lucrarea de doctorat va contribui la urmatoarele domenii:

intelegerea mediului depozitional si geomorfologiei deltelor lacustre

intelegerea influentei regimului hidrologic asupra dezvoltarii de delte secundare

intelegerea influentei regimului energetic al bazinului colector (valuri, vanturi, curenti) asupra dinamicii coastei deltelor secundare

Atingerea obiectivelor in aceste domenii va duce la urmatoarele aplicatii practice ale rezultatelor tezei mele de dotorat :

folosirea noilor modele depozitionale si morfologice ale deltelor lacustre pentru reconstructia ecologica a zonelor desecate.

folosirea noilor modele depozitionale si morfologice a deltei secundare marine Chilia la evaluarea efectelor canalului Chilia- Bastroe.

folosirea noilor modele depozitionale si morfologice la managementul eficient al Deltei Dunarii in contextul diminuarii aportului de sedimente pe Dunare si a efectelor incalzirii globale (regim modificat al inundatiilor si secetelor ).

5. Prezentarea faptelor noi și originale rezultate din cercetare

Acest studiu va produce urmatoarele contributii teoretice:

realizarea unor modele depozitionale, geomorfologice si morfodinamice de formare a deltelor lacustre deltaice in cadrul unor depresiuni limanice (Chilia I) si lagunare (Chilia II).

intelegerea legaturii intre variatiile hidro-climatice din bazinul Dunarii si formarea complexelor deltaice ale bratului Chilia.

conceperea unui model de evolutie morfodinamica al deltei Chilia III ( delta secundara actuala).

intelegerea morfodinamicii actuale a bratului Chilia.

Aplicatiile practice ale acestor contributii constau in folosirea modelelor morfodinamice si de sedimentre ale bratului si deltelor Chiliei pentru intelegerea:

evolutia acestei zone in regim natural

posibilele modificari evolutive datorate schimbarilor climatice globale

influenta constructiilor antropice de tipul barajelor si mentinerea canalelor de navigatie (dragaje, indiguiri si jetiuri).

II. ISTORICUL CERCETĂRII BRAȚULUI CHILIA

Majoritatea cunostintelor noastre actuale despre mecanismele de formare a deltelor provin din anii 1960-1970 cand deltele au fost studiate intensiv de catre industria petroliera si de mediul academic asociat acesteia. Interesul principal al acestora a fost legat de intelegerea faciesurilor si mediilor depozitionale deltaice moderne pentru a fi folosite ca modele in exploatarea rezervoarelor deltaice vechi cu continut de hidrocarburi. In contextul contemporan al incalzirii globale, cand rata de crestere a nivelului marii s-a accentuat, cand majoritatea raurilor formatoare de delte si-au redus drastic aportul de sedimente ca urmare a construirii de baraje, cand exploatarea resurselor deltaice s-a intensificat si cand regimul furtunilor la coasta se schimba pe zi ce trece, deltele sunt in pericol de disparitie. In aceste conditii este mai necesar decat oricand sa intelegem functionarea deltelor in detaliu si cu precizie pentru a le conserva. Delta Dunarii, desi este cea mai mare delta din Uniunea Europeana si una din cele mai mari din lume, este departe de a fi studiata la un nivel care sa ne permita o intelegere profunda a modului ei de formare si de functionare, asa incat sa putem raspunde inteligent si eficient provocarilor impuse de modificarile antropice locale si cele asociate incalzirii globale. In acest context voi analiza stadiul actual al cunoasterii pe plan national si international, raportat la cele mai recente referinte din literatura de specialitate:

1. La nivel mondial

Pe plan mondial, deltele lacustre incadrate in complexe deltaice mari precum cel al Dunarii au fost studiate putin. Modelul depozitional cel mai uzitat este cel propus de Tye si Coleman (1989) bazat pe dezvoltarea deltelor lacustre in campia deltaica a deltei Mississippi. Acest model propune ca deltele lacustrine se formeaza in zonele de subsidenta a campiei deltaice prin avulsia (devierea) unui brat deltaic spre o asemenea zona de subsidenta. Formarea unei delte lacustre dureza de ordinul a 100 de ani si este caracterizata de depunerea de nisipuri in lungul unor brate distributare si depunerea de sedimente fine in zonele interdistributare (interfluvii). In acest model deltele lacustre sunt niste componente secundare ale campiei deltaice care se formeaza prin imbatranirea (subsidenta de lunga durata) a unei campii deltaice formata initial prin alt tip de procese (marine, lagunar, etc.). Mai recent Morozova si Smith (2000) au studiat stilul si pattern-ul de sedimentare in deltele lacustre al raului Saskatchewan in mlastinile Cumberland din Canada, aratand ca acestea se formeaza in zonele de joasa inaltime a campiei deltaice formate intre leveele inalte ale bratelor fara a avea nevoie neaparat de subsidenta. In acest fel, deltele lacustre reprezinta o componenta majora a campiei deltaice si formarea lor este recurenta. Literatura recenta pe subiectul deltelor lacustre este insa saraca pe plan mondial si aproape inexistenta pe plan national.

2. La nivel national

De altfel deltele lacustre ale bratului Chilia formate in depresiunile Pardina si in Matita-Merhei au fost considerate initial ca atare de Murgoci (1912), Antipa (1915) printre altii, ca apoi Panin (****) sa le considere zone de divagatie fluviala de tip impletit (braided). In cea mai recenta abordare a subiectului, Giosan et al (2005) demosntreaza ca aceste delte nu contin doar deposite de nisip caracteristice zonelor de divagatie braided, ci sunt delte propriu-zise continand nisipuri asociate bratelor deltaice si zone de campie deltaica si lacuri compuse din sedimente fine in zonele de interfluviu. Oricum multe probleme de baza pentru construirea unui model de evolutie al acestor delte sunt nerezolvate.

Ramane inca un mister cand si cum deltele secundare ale Chiliei s-au format in cadrul istoriei Deltei Dunarii. Majoritatea cercetatorilor au considerat aceste formatiuni drept delte (vezi de exemplu Antipa, 1915, Popp, 1961, Diaconu si Mihailov, 1963, Ghenea si Mihailescu, 1991, cat si alte lucrari citate de acesti autori). Panin (1983) face nota discordanta in opinia sa, considerand primele doua delte ale Chiliei in ordine cronologica ca fiind simple formatiuni fluviale de tip impletit (braided); aceasta opinie a fost considerata eronata de Giosan et al. (2005) pe baza datelor existente in carotele descrise de Popp, 1961 si Munteanu, 1996, care arata ca sedimentarea in aceste doua complexe deltaice s-a facut atat pe levee fluviale (sedimente grosiere, preponderent nisip) cat si pe campii de inundare (floodplain) si in bazine lacustre (unde s-au depus sedimente fine) din zonele de interfluviu. Aceasta arata ca sedimentarea este de tip deltaic si nu consta doar din sedimente grosiere tipice pentru sistemele fluviale impletite (Makaske, 2001). Ramane insa de documentat cand aceste delte s-au format, rata lor de avansare si morfodinamica acestora, precum si stilul de sedimentare si volumul de sedimente acumulat. O problema de maxima importanta este intelegerea legaturii dintre regimul hidrologic al Dunarii care este modulat de catre climat si momentele de initiere a unui complex deltaic de tipul paleodeltelor Chilia. Aceast tip de problema ramane inca nerezolvata pe plan mondial si a fost putin studiata in alte zone geografice (in delta Rhin-Meuse de catre Stouthamer, 2005.

spre deosebire de complexele deltaice Chilia I si II, formate in bazine lacustre sau lagunare, delta secundara actuala a Chiliei s-a format ca o coasta deschisa direct in bazinul Marii Negre. Mai mult morfologia deltei Chilia actuale este complet diferita de complexele deltaice formate la coasta deschisa de catre celelalte brate ale Dunarii. Ea arata o morfologie tipica pentru o delta dominata fluvial, pe cand celelalte complexe deltaice sunt clar dominate de valuri (Giosan et al., 2005). O problema de maxima importanta este intelegerea impactului antropic asupra evolutiei coastei deltei actuale Chilia si distingerea acestui impact de trendul de evolutie naturala. De exemplu, Giosan et al. 2005 sugereaza ca coasta deltei Chilia a intrat deja in regim dominanta a valurilor din 1940 (Fig. 2). La nivel international exista numeroase cazuri care atesta ca atat diminuarea aportului sedimentar fluvial spre coasta cat si schimbarea regimului valurilor datorita schimbarilor climatice, a dus la schimbarea stilului de evolutie a coastelor deltaice (de exemplu delta Mekong – Ta et al., 2005; delta Missippi – Kulp et al., 2005; delta Godavari – Rao et al., 2005; delta Burdekin – Fielding et al., 2005; Anthony et al. 2015). In acelasi timp actiunile antropice precum defrisarea, schimbarea modului de practicare a agriculturii care actioneaza asupra sistemelor fluviale inca din preistorie au dus la cresterea aportului de sedimente carat spre coasta conducand la cresterea importantei factorului fluvial si la asumarea unei morfologii tipice fluviale de catre unele delte ( de exemplu delta Padului – Correggiari et al., 2005). In contrast, cel mai puternic efect antropic actual il constituie ridicarea de baraje pe fluviile constructoare de delte care a dus la diminuarea drastica a incarcaturii de sedimente al acestora si la cresterea eroziunii pe coastele deltaice (Syvitski et al., 2006; Giosan et al. 2014). Este neaparat necesar sa intelegem dinamica coastei deltei Chilia pentru a intelege si contracara efectele lucrarilor hidrotehnice si de navigatie la gura Bastroe.

Fig. 4. Evolutia lobului Chilia III (delta secundara actuala) intre 1830 si 2003 (Giosan et al. 2005) Sectoarele de avansare sunt in gri iar sectoarele de eroziune, in 1940 sunt indicte de linia negra ingrosata. Morfologia lobului este tipica pentru o delta influentata de rau pana in 1940. Sagetile negre la sud si la nord de lob indica dezvoltare de grinduri marine. Campul de grinduri marine Jebrieni este indicat pe imaginea satelitara impreuna cu costa deltaica la nivelul anului 1940 (linia neagra). In 2003 influenta valurilor este resimtita puternic pe costa deltaica; a se remarca barierele-aripi ale gurii Ochakov si insulele bariera dezvoltate la sud de gurile Noul Stambul (Bastroe) si Vechiul Stambul (sageti albe).

III. METODE ȘI TEHNICI DE CERCETARE

Prelevarea carotelor

Pentru a intelege morfologia actuala a bratului si a deltelor pe care acesta le formeaza pana la varsarea in Marea Neagra trebuie sa se cunoasca mecanismele morfoconstructoare ce au guvernat formarea si evolutia Bratului Chilia. Pentru a intelege aceste mecanisme trebuie a cunoaste in primul rand mediile de depozitare si varstele unitatilor morfostructurale ce intra in alcatuirea bratului Chilia si ma refer aici la lobul Chilia I (asociata depresiunii Pardina), lobul Chilia II ( asociata depresiunii Rosca -Buhaiova) si lobul Chilia III ( delta secundara actuala).

Pentru aceasta, am incercat sa identific, pe forajele efectuate, contactul dintre sedimentele predeltaice si sedimentele deltaice pntru a putea cunoste cand a inceput sa se formeze si ce rate de aluvionare au fost dar si ce climat a guvernat aceste procese. In acelasi timp au fost analizate si procesele geomorfologice actuale pentru a putea fii corelate cu cele vechi si a reda un scenariu de evolutie a deltelor formate de catre bratul Chilia. Se doreste corelarea si integrarea datelor obtinute in urma acestor studii intr-un model de evolutie din care sa rezulte formele si procesele ce au guvernat zona de nord a Deltei Dunarii.

Fig. 5 Masurarea continutului cu apa al carotelor prelevate ,in laboratorul

Search Corporation.

In acest model de evolutie se vor integra: date climatice din intreg bazinul de receptie dunarean dar si date locale, date hidrologice istorice si masuratori efectuate la ceatal Ismail, precum si date referitoare la modificarile antropice dealungul Dunarii dar si local in lungul bratului si in delta secundara Chilia.

Etapele de cercetare au fost:

Prelevarea de carote cu material nedisturbat.

Prelevarea de probe din aceste carote si analiza lor in laborator.

Datarea prin radiocarbon a stratelor de contact dintre diferite medii de depozitare.

Analiza hartilor vechi si a celor existente.

Extragerea de date in mediul GIS de pe aceste harti.

Realizarea de modele de evolutie la scara miilor de ani (geologic), sutelor de ani ( geomorfologic) si zecilor de ani (geomorfologic sub influenta antropica) a bratului si deltei sale.

Analiza retelei de canale actuale si paleocanale din deltele Chiliei.

Analiza Oscilatiei Nord Atlantice (NAO)

Corelarea si integrarea tuturor datelor intr-un model de evolutie viitoare a bratului.

La prelevarea probelor de subsol am folosit sonda pedologica (split spoon) pana la adancimi de 7 m iar probele au fost recoltate nedisturbate si depozitate in „u chanells” (tuburi de plastic in forma de U prevazute cu un capac detasabil). Aceste dispozitive de stocare (u chanells) au proprietati de a prevenii orice alterare magnetica si chimica a probelor recoltate. Sonda pedologica (Fig. 2 ) este compusa din: piesa colectoare in forma de U cu o lungime de 50 cm si o latime de 2 cm, segmenti de record cu o lungime de 110cm, racorduri si racord terminal cu maner de rasucire.

Fig. Sonda pedologica

Tehnica de prelevare consta in introducerea integrala in teren a piesei colectoare (se introduce din 50 in 50 de cm), se rasuceste manerul, se extrage sonda din teren, se taie surplusul de material existent pe sonda cu o bucata subtire de sarma otelita, se preseaza tubul de stocare in dispozitivul de prelevare, se taie cu aceiasi sarma sedimentele in exces de pe partea superioara a tubului de stocare, se pune capacul, se sigileaza capetele tubului de stocare si se noteaza cu o sageata partea superioara a carotei, numele si adancimea la care a fost prelevata proba. Aceasta tehnica se poate folosi in sedimente fine neconsolidate cu un grad mediu de umectare. Au fost recoltate, prin aceasta tehnica, probe cu o lungime de 50 cm ce aveau material disturbat doar 1-2 cm in partea superioara (top) restul de 48-49 cm fiind material nedisturbat. Am ales sonda pedologica (split spoon) pentru ca este foarte usoara, forte usor de folosit si iti permite accesul in zone mai putin accesibile. In zonele usor accesibile am folosit un vibrocarotor unde am reusit sa luam probe nedisturbate de pana la 6m adancime. Vibrocarotorul (Fig. ) este compus din motor termic de 5.5 Cp caruia i se atasaza un furtun ce se termina printr-un cap vibrator ce se fixeaza in partea superioara a unei tevi de aluminiu cu diametrul de 10 cm. Tehnica de prelevare cu vibrocarotorul consta in introducerea tevii de aluminiu in teren prin presare cu ajutorul vibratiilor produse de catre capul vibrator atasat in partea superioara a acesteia. Pentru a scoate teava ce contine proba prelevata se foloseste dupa caz un trepied cu sistem de scripeti si vinci sau un cric de mare putere hydraulic sau mechanic. Inainte sa se inceapa scoaterea tevii din sol se monteaza o garnitura etansa de cauciuc in partea superioara a tevii pentru a nu pierde sedimentele aflate in teava in momentul manevrelor de extractie din teren a acesteia. Dupa ce teava a fost scoasa se sigileaza capetele carotei folosind capace din plastic, se noteaza printr-o sageata partea superioara a carotei, se noteaza numele si adancimea la care a fost prelevata carota. Inconvenientul produs de vibrocarotor este compactarea sedimentelor. Astfel cu cat adancimea de prelevare este mai mare cu atat rata de compactare creste. La sonda pedologica rata de compactare este foarte mica si uneori chiar inexistenta. Insa cu sonda pedologica nu iei atat de mult material ca in vibrocrota. Acesta fiind un inconvenient cand trebuie sa recoltezi fosile si mai mult sediment pentru analizele de laborator. Tehnica de prelevare cu vibrocarotor se poate folosi in sedimente neconsolidate fine si grosiere fara a a se tine cont de gradul de umectare al acestora.

Au fost prelevate 3 vibrocarote si 4 sonde pedologice. Astfel K1 si KP1 au fost prelevate in partea de vest a complexului Pardina pentru a surprinde stadiul de inceput a formarii lobului Chilia I. Punctele de carotare au fost alese intr o zona mai putin afectata de influentele antropice locale ( desecari, indiguiri, agricultura) si anume pe fostul lac Obretinul Mic. K2 si K 4 au fost efectuate in partea de est pentru a se surprinde fazele terminale ale formarii paleodeltei Chilia I. Din aceste carote au fost datate cochilii articulate (fiind articulate probabilitatea ca acestea sa fi fost remaniate este foarte mica) prin tehnica radiocarbon (a fost aleasa aceasta tehnica datorita materialului putin, necesar analizalor).

In paleodelta Chiliaa II au fost efectuate 2 vibrocrote si 2 sonde pedologice. Astfel vibrocarota KP2 a fost efectuata in partea cea mai vestica (din amonte) pentru a surprinde fazele de inceput ale formarii lobului Chilia II .

Fig. Fotografii de la prelevarea carotei KP1 si din laboratorul unde au fost prelucrate probele

Cartarea retelei de canale

Din analiza hartilor topografice au fost extrase informatiile de contur, hipsometria si toponimia. Hartile au fost scanate, georeferentiate dupa care s-a trecut la procesul de digitizare a informatiei existente pe acestea. Au fost extrase bratele principale, canalele secundare si lacurile de pe diferite harti. Pentru a extrage reteaua de canale si lacuri au fost folosite hartile topografice romanesti la scara 1:25 000, editie 1976, intocmite de catre Directia Topografica Militara, hartile topografice ucrainiene la scara 1:100 000, editie 1974, intocmite de catre Serviciul cartografic Ucrainian si hartile topografice americane la scara 1: 250 000, editie 1954, intocmite de catre armata Statelor Unite.

Reteaua de canale extrase din harti cuprinde canalele actuale, canalele vechi colmatate si canalele antropizate. Lobii Chilia I si II sunt puternic antropizati fiind amenajati pentru agricultura si piscicultura inainte de 1950 in partea ucrainiana a acestora si dupa 1950 in partea romaneasca. Identificarea canaleleor vechi s-a facut de pe hartile mai sus mentionate si au fost validate din ortofotoplanuri, imagini satelitare si distributia leveelor in modelul digital al terenului.

Fig. A Graficul distributiei canalelor in deltele Chiliei in functie de latime.

Conturul lacurilor a fost extras de pe hartile mentionate mai sus. Au fost extrase deasemenea, latimile si adancimile canalelor si indexate pe ranguri astfel: rangul 1 canale cu latimea mai mare de 100 m si adancimea medie de 10m, rangul 2 canale cu o latime cuprinsa intre 30 m si 100 m si o adancime medie de -5 m si Rangul 3 canale cu o latime de sub 30 m si o adancime medie de 1,5 m (Fig. B )

Fig. Reteaua de canale clasificata pe ranguri. Liniile de culoare albastra reprezinta canalele de rangul 1, liniile galbene reprezinta canalele de rangul 2 si liniile rosii reprezinta canalele de rangul 3.

Perioada Comisiunii Europene a Dunării a reprezentat un salt calitativ și cantitativ în ceea ce privește studiile hidrologice executate în Delta Dunării. În anul 1856 TAB Spratt a executat prima harta batimetrică a costelor deltei ce va fi ulterior folosită de către CED ca moment zero pentru amenajările ce au avut loc pe brațul și la gura de vărsare Sulina. Harta întocmită de Căpitanul Spratt conținea 8 planșe numerotate de la 1 la 7a (Constantinescu, 2010).

Planșa numărul 7 reprezintă prima ridicare hidrografică de detaliu a brațului Chilia (de la Chilia Veche la vărsarea în mare), harta stând la baza analizelor Ing. Charles Hartley cu privire la alegerea brațului și a gurii de vărsare ce urmau a fi amenajate de către Comisiunea Europeana a Dunării începând din 1858. Asemenea tuturor hărților realizate de către britanici, pe acest plan adâncimile erau reprezentate în picioare engleze: 1 ft = 0.3048 m.

Charles Hartley publică în Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers, în 1862, masurători hidrografice cu privire la debitul brațelor Dunării. Datele au fost preluate în perioada mai-iunie 1857, iar masurătorile au fost efectuate în aval de Ceatal Ismail: Cursul principal în amonte de Ceatal Ismail 19522 ft3 / 5.950 m3 Brațul Chilia 12041 ft3 / 3.670 m3

Algerea brațului și a gurii de vărsare Sulina pentru amenajare, au avut ca efect trecerea în plan second a Chiliei, măsurărtorile pentru acest braț fiind rezumate doar la harți de sinteză a evoluției Deltei Secundare a Chiliei.

Tehnica de lucru privind analiza evoluției Deltei Secundare a Chiliei a constat în următorii pași:

Georeferențierea tuturor hărților utilizate – a fost ales system de proiecție UTM Zona 35 N, WGS 84;

Hărțile au fost vectorizate, extrăgandu-se linia țărmului, izobatele și punctele de control; pentru acele masurători care repezentau adâncimile în picioare s-a făcut conversia în metri;

Realizarea modelului numeric batimetric s-a făcut pe baza izobatelor și a punctelor de control, rezoluția celulei fiind de 30 m. Metoda de interpolare aleasă a fost Natural Neighbor din cauza distribuției eterogene a punctelor.

Identificarea arealelor erosive și acumulative a fost bazată pe tehnica Dem of Difference, fiind realizată o scădere între cele două modele numerice batimetrice analizate. Modelul cel mai vechi se scade din modelul cel mai nou, rezultând areale cu valori negative (eroziune pentru perioada analizata) și areale cu valori positive (acumulare pentru perioada analizată). Clasele de valori au fost alese pentru a pune in evidenta zonele de acumulare/eroziune.

Valorile modelului nou rezultat sunt exprimate în cm / an.

Calculele volumelor de sedimetare accumulate / erodate s-au bazat pe noul model rezultat și explicat la pasul anterior. S-a luat în considerare un plan orizontal de nivel 0, de la care s-au calculate volumele erodata (tot ce avea valoare mai mică de zero) și volumele acumulate (valoarea mai mare de zero). Având în vedere ca modelele folosite exprimau o valoare în cm / an, rezultatele erau exprimate în cm cubi / an, iar ulterior a fost făcută conversia din cm3 în m3.

Cut (valoarea pozitivă a modelului) and Fill (valoarea negativă a modelului) (Surfer 13, Help Menu)

Analiza NAO

Pentru ca studiile anterioare (Rambu et al. 2002) ne arata ca scurgerea pe Dunare este influentata de Oscilatia Nord Atlantica am vrut sa vedem cum a putut influenta dezvoltarea deltelor bratului Chilia. Pentru aceasta, am folosit datele de debit lichid si solid, din perioada 1840 – 1994, publicate in alte studii (Bondar et al. ) pe care le-am prelucrat statistic.

Datele NAO folosite (https://crudata.uea.ac.uk/cru/data/nao/nao_2016.dat ) au fost mediate la un interval de 5 ani si au fost extrase valorile lunare pentru NAO positiv si negativ, calculand un indice NAO pozitiv si un indice NAO negative. Deasemenea a fost calculat un indice NAO global.

Le-am comparat cu indexul Nao lunar si global de la www…

Datele au fost mediate la 5 ani

Cum am facut NAO + si – si global

Cum am calculate volumele in fata Chilia III si ce valori am folosit

Regresia si calc coef de corelare intre ele.

IV. BRATUL CHILIA IN DOCUMENTE CARTOGRAFICE

In perioada antica documente cartografice referitoare la Delta Dunarii si implicit la bratul Chilia sunt foarte putine. Sunt facute in mare parte din povestirile calatorilor si mai putin prin cartari la fata locului. Documentele scrise ne ajuta sa intelegem morfologia gurilor Dunarii si a intregii delte. Avem astfel marturii lasate de catre Herodot (484-420 î.Hr.), Eratostene (275-195 î.Hr.), Apollonius din Rhodos (295-230), Polybiu (210-120 î.Hr.), Strabon (60 î.Hr.-20 d.Hr.), Pliniu cel Bătrîn (23-79), Ptolemeu (90-168), Flavius Arrianus (95-175 d.Hr.) si Claudius Aelianus. Aceste marturii vor fi folosite in perioada medievala de catre diferiti autori la producerea de documente cartografice. De asemenea, aceste informatii antice au prezentat un foarte mare interes din partea oamenilor de stiinta, fiind legate mai ales de evolutia Deltei Dunarii.

Astefel stim de la Herodot ca Dunarea se varsa prin 5 guri de varsare, Eratostene este primul care vorbeste de existenta unei insule la gurile Dunarii numita Peuce, Strabon vorbeste de 7 guri de varsare, Ptolemeu alcatuieste tabele de coordonate pentru o multime de localitati, insule, confluente de rauri etc, Arrianus ne ofera distantele si descrierea gurilor Dunarii in timpul calatoriei lui Alexandru Macedon. Tot din aceste vremuri avem si Harta Drumurilor Imperiului Roman Oriental – Tabula Peutingeriana (fig 2) – care ne spune ca Dunarea se varsa in mare prin 6 guri de varsare. Bratul Chilia este intotdeauna cel mai nordic indiferent de numarul bratelor. Posibila gura de varsare a bratului Chilia avea denumirea de Psilon Stoma (Gura pustie) sau Thiagola (denumire data de Ptolemeu). Tot de la acesta mai aflam ca bratul Chilia se varsa mai intai intr un lac (lacul Thiagola) pentru ca apoi sa ajunga in mare prin Gura Thiagola sau Psilon. („se opreste putin înainte de de vãrsarea în Pont cea mai de la nord însã, fãcând un lac care se numeste Thiagola, mai la nord, lac a cãrui pozitie este 55 40/47 15 se varsã în Pont printr-o gurã care si ea se numeste Thiagola (ori Psilon) a cãrei pozitie este 56 15/47 ’’). Pozitia acestui lac este greu de stabilit datorita erorilor existente intre coordonatele ptolemeice si cele actuale. Insa diferiti autori pozitioneaza lacul in depresiunea Pardina (Valsan G. 1934), in zona Babina-Cernovca (Giosan et al, 2007) sau in nordul acestei zone.

Fig. 1 Tabula Peutingeriana

In perioada medievala se observa o preluare a datelor de la autorii antici precum si o imbunatatire a tehnicilor de proiectare a punctelor si de redare a hartilor. Aceasta perioada se caracterizeaza printr-un numar mare de harti insa multe dintre ele sunt reproduceri dupa hartile aparute anterior.

In anul 1320, apare lucrarea „Geografica Maritima (Fig.3) a venetianului lui Marino Sanudo, desenata de genovezul Pietro Vesconte (C. Buchholtzer si P. Rotaru, 1937).

Fig. 3. Portulanul lui Pietro Vesconte (este orientat cu S in partea superioara a hartii)

In 1405 invatatul grec Manuel Crysoloras, la cererea Cardinalului Bembo, a tradus din limba graca geografia lui Ptolemeu. Lucrarea a fost sfarsita de Jack Angelo Florentinul, a carui traducere este corectata de calugarul german Nicolas Donis in 1471. In anul 1470 incepe gravrea matricelor pentru reproducerea in numar mare a hartilor. In anul 1473 se execut in gravura pe cupru, la Roma, 27 din tabelele geografice ale lui Ptolemeu. In 1493, Volgemut si Plludenwurf, graveaza in lemn harta Germaniei dupa descrierile lui Ptolemeu. In ceasta harta se observa ca Delta Dunarii are 7 brate din care 6 ajung in mare si un al 7 lea ( cel mai nordic) se varsa intr un lac.

Jacobo Castaldi (1500-1566), cartograf italian, intocmeste o hartă a spațiului sud-est european inclusă în atlasul „Theatrum Orbis Terrarum”, fiind atribuita chiar lui Ortelius.(fig. 4)

Delta Dunarii este reprezentata prin 5 guri de varsare iar bratul Chilia se varsa printr un estuar foarte mare. Este prima harta in care bratul Chilia se varsa printr un estuar in Marea Neagra. Majoritatea hărților create de Castaldi au fost preluate de reprezentanții școlii olandeze (Jodocus Honius, Abraham Ortelius etc).

Fig. 4. Harta Jacobo Castaldi atribuita de unii specialiști chiar lui Ortelius.

Gerard Mercator s-a nascut in 1512 la Rupelmonde si in 1569 publica harta cu titlul „Nova et aucta orbis terrae descriptio, ad usum navigatium” (fig. 5) prin care introduce proiectia cilindrica care-i poarta numele.

Fig. 5. Nova et aucta orbis terrae descriptio, ad usum navigatium – Gerard Mercator

Pe harta cu titlul „Valachia, Servia, Bulgaria” publicata dupa moartea sa in anul 1650, se observa cum din bratul Chilia se desprinde un alt brat spre nord ce trece printr un lac si se scurge in mare. (fig.6) Se pare ca s a dorit reproducerea cu exactitate a datelor lui Ptolemeu dar s au gresit proportiile bratelor si deformarile sunt foarte mari. Dunarea se varsa prin 7 guri in Marea Neagra.

Fig. 6. Harta Gerhard Mercator

Abraham Ortelius, nascut in 1527 la Anvers, a intocmit in anul 1570 un atlas cu 58 de foi cu titlul „ Teatrum orbis terrarum”. Impreuna cu Mercator reusesc sa schimbe perceptia asupra hartilor ptolemeice constientizand disproportiile din acele harti. Hartile produse de catre cei doi incep sa fie folosite si copiate pe scara larga.

In anul 1630 apare harta „Novus opus geographicum’’, produsa de catre Helsius Levinius, in 8 foi, redand Dunarea si tarile vecine. Se pare ca harta a fost lucrata dupa harta lui Castaldi din 1584, aducandu-se imbunatatiri in special prin numarul mare de loclitati reprezentate.(fig. 7) Dunarea se varsa prin 5 guri, cea mai mare fiind Chilia ce se varsa printr un estuar mare ce prezinta mici insulite. Se pare ca de la actuala pozitie a grindului Letea si pana la grindul Chilia exista un estuar (golf) sau o laguna. Acest teritoriu fiind sedimentat in ultimii 500 de ani. Este pozitionata bine localitatea Chilia Veche dar satul Sfantu Gheorghe este localizat incorect pe al treilea brat. Nu este reprzentat complexul lagunar Razelm.

Fig. 7 Harta Novus Opus Geographicum – Helsius Levinius -1630

Timp de 200 de ani se publica mai multe variante ale hartilor lui Ptolemeu, Ortelius si Mercator de catre diferiti autori ca: Sebastian Munster, Georg de Reichersdorf, Philipp Cluverius, Pierre Duval, Pierre Duval, Joan Blaeu, Federico de Wit, Gerardus Valk etc. Acestia vin cu noi adaugiri la hartile anterioare legate in mare masura de toponimia locurilor si indesirea localitatilor reprezentate. Delta Dunarii este reprezentata inca in stil ptolemeic cu 7 guri de varsare sau in stilul lui Ortelius cu 5 guri de varsare si un estuar mare la gura Chiliei.

In 1794 se publica la Londra de către Laurie & Whittle (fig.8) harta intitulata „A New Map of in Europe divided into all its provinces; with the adjacent countries in Europe and Asia : drawn chiefly from the maps published by the of ”. Este prima harta in care in delta secundara I (actualul complex Pardina) sunt redate cursuri de apa iar in vestul acesteia sunt reprezentate doua ostroave mici. Se observa ca de la harta lui Levinius din 1630, care prezenta mici ostroave in partea de vest a grindului Chilia, si pana in 1794 aceste ostroave s-au marit fie prin alipirea mai multor ostroave mici fie printr-o sedimentare naturala masiva.Se poate spune ca este prima atestare o ostroavelor Babina si Cernovca, existente intre grindul Letea si grindul Chilia.

Fig. 8. Harta Laurie & Whittle – 1794

Harta a fost obținută de la W. F. Institute of Archaeological Research, fiind domeniu public.

Tot la Londra apare in 1795 o harta atribuita lui W. Faden intitulata European Dominions of the Ottomans, or Turkey in Europe (fig.9). Se foloseste aceiasi sursa de date ca si harta lui Laurie & Whittle dar se pune mai mult accentul pe detalii. Pe bratul Chilia in regiunea Pardina apar patru ostroave fata de trei la Laurie & Whittle, in estul campului Chilia apar acum patru ostroave si bratul se varsa prin doua guri de varsare foarte apropiate. Cel mai nordic brat din complexul Pardina intra in partea de vest a unui lac pentru ca apoi acesta sa iasa in partea de est a lacului. In continuare complexul lagunar este reprezentat deformat.

Fig. 9. Harta Faden – 1795

Harta a fost obținută de la W. F. Institute of Archaeological Research, fiind domeniu public.

Dupa anul 1800 se observa o atentie mai ridicata supra detaliilor si se incep ridicari riguroase pe teren. Se perfctioneaza tehnicile geodezice, planimetrice, de nivelement si de redare cartografica. In aceste vremuri se accentueaza aspectele legate de precizia hartilor. Se trece astfel in epoca moderna a cartografiei folosindu se tehnici matematice la constructia unei harti.

Pe harta Balcanilor din 1829 (Fig. 10) apar pentru prima data insule la gura de varsare a bratului Chilia. Se poate spune ca este prima atestare cartografica a deltei secundare actuale. In celelalte doua delte secundare relicte (zona Pardina si zona Babina-Cernovca) apar mai multe ostroave decat se cunostea din harta Faden. Se observa deci o inbunatatire a tehnicilor de cartare si redare sau o dinamica foarte mare a acestui brat.

Fig. 10. Bratul Chilia pe harta Balcanilor – 1829

Harta Deltei Dunarii (fig. 11) face parte dintr un atlas rusesc aparut la Odesa in anul 1830. Este mai mult o schita, un plan, cum insasi titlui ne spune “Plan approximatif du Danube”. Cursul Dunarii si bratele sale sunt redate deformate si exagerate, lacurile si canalele din interiorul deltei sunt foarte prost localizate, contururile nu sunt cele reale, canalele au traiectorii cel putin ciudate si sunt reprezentate putine. Grindurile sunt redate printr-un simbol cu hasuri insa nu e reprezentat grindul Caraorman. Aceste lucru nu ne fac sa credem ca nu au existat campanii de masuratori in interiorul deltei iar cele efectuate pe bratele Dunarii au fost de prospectare (simple calatorii). Zona de varsare a bratului Chilia este redata printr-o delta secundara cu 8 guri de varsare (fiind toate denumite) ce sunt delimitate de niste ostroave. La gura Sulina este reprezentat bancul submers din fata gurii de varsare. Complexul lagunar Razelm-Sinoe este redat deformat. Prezinta o scara grafica in mile.

Fig. 11. Harta Deltei Dunarii 1830 – Odesa

In 1834 apare harta intitulata „Cape Kaliakra to Odessa” (fig. 12) bazata pe ridicarile rusesti. Este foarte bine realiza ta in compratie cu hartile anterioare. Se pare ca au fost cartate doar bratele principale neexistnd detalii pe delta interiora. Bratul Chilia este foarte bine redat, ostroavele sunt nedeformate, apare pentru prima data pozitia lacului Tatanir in complexul Pardina si pentru prima data forma deltei secundare actuale. Se intelege ca Harta Balcanilor aparuta in 1829 a fost intocmita pe ridicari mai vechi, datorita discrepantei foarte mari ce apare la delta secundara actuala. Este practic imposibil sa se fi sedimentat in numai 5 ani o suprafata atat de mare. Aceasta harta constituie baza tuturor comparatiilor de linii de tarm ulterioare. Din pacate nu avem informatii legate de proiectia si sistemul de coordonate utilizat.

Fig. 12. Harta intitulata „Cape Kaliakra to Odessa” – 1834

Harta ”Delta secundara Chilia 1850 ” a fost publicata la Odesa intr un atlas rusesc (fig. 13). Este ridicata de catre o echipa franceza la cererea tarului Rusiei. Este redata Delta Dunarii si are un detaliu pe delta secundara Chilia si Insula Serpilor. Prezinta o scara grafica in mile cu diviziuni de 5 mile. Nordul este prezentat printr-o sageata. Prezinta o sumara batimetrie pe bratele Dunarii si deltai secundare Chilia. Contururile bratelor sunt bine reprezentate insa delta interioara nu este mai deloc reprezentata si acolo unde s-a incercat este mai mult schitata Pe mare sunt reprezentate izobatele de 8, 10, 12, 15, 17 si 20 de brate. Aceste lucruri ne fac sa ne gandim ca au fost facute campanii de teren pentru masuratori batimetrice si topografice in arealul Deltei Dunarii. La inceput am crezut ca datele sunt preluate din harta Deltei Dunarii aparuta la Odesa in 1830. Calitatea contururilor bratelor si existenta unei mai bune batimetrii, precum si proportiile bratelor ne-au dus la concluzia ca s-au efectuat campanii de masuratori. E posibil totusi ca la intocmirea celor doua harti sa fi lucrat aceiasi echipa franceza de coordonare. Harta nu are caroiaj si nu prezinta informatii referitoare la proiectia folosita.

Fig. 13. Delta secundara Chilia 1850 – Odesa

Harta ”Delta secunadara Chilia – 1856” face parte din raportul Capitanului Spratt catre Comisiunea Europeana a Dunarii si are ca obiectiv prospectarea gurilor Dunarii pentru amenajarea unui culoar de navigatie maritima pana la Galati. Harta a fost predata pe 8 August 1856 catre Comisiunea Europeana a Dunarii (C.E.D.) si a fost publicata in 23 Aprilie 1857 de catre Serviciul Hidrologic al Amiralitatii Britanice. Ea reprezinta un detaliu din harta Deltei Dunarii a Capitanului Spratt aparuta in 1861.Colectarea datelor in teren a fost facuta cu nava H.M.S.V Medina, condusa de catre Locotenentul G.R Wilkinson asistat de Maiorul G. Batt sub inalta coordonare a capitanului Spratt (fig 14).

Are un foarte precis contur al uscatului dar si o batimetrie detaliata in fata gurilor de varsare ale deltei secundare Chilia. Uscatului este redat foarte precis, deasemenea este reprezentata vegetatia si chiar dunele de nisip de pe grindul JIbrieni. Localitatile sunt redate prin amprentele locuintelor si sunt trasate si drumurile de legatura dintre localitati.

Batimetria este executata in picioare englezesti (1 feet = 0,30480 m), pana la izobata de 5 fathoms (1 fathom = 1, 8288 m), dupa care masuratorile sunt facute in fathoms. Se observa interesul vadit legat de gurile de varsare ale deltei secundare Chilia in numarul mare de puncte batimetrice prelevate in apropierea gurilor, iar in rest numai cateva profile in fata deltei pana la -10 fathoms. Cea mai mare densitate de puncte batimetrice este la gura Ochakov si apoi la gura Stambulului Nou, ceea ce denota faptul ca aceste doua guri prezentau interes vadit pentru navigatie. Atentie mare au avut si bratele deltei secundare care au fost cercetate batimetric. S-au facut si masuratori sedimentologice reprezentate pe harta prin termenii de nisip si mal.

Harta nu are legenda, singurele informatii inscrise fiind legate de titlul hartii (The Delta of The Kilia Branch of The Danube), coordonatorii lucrarilor de cartare (Locotenentul G.R Wilkinson asistat de Maiorul G. Batt sub inalta coordonare a capitanului Spratt.), vasul cu care s-au facut cartarile (H.M.S.V Medina),unitatile de masura folosite (feets si fathoms pentru adancime si yards pentru lungime), coordonatele unei garnizoane de la gura Ochakov (latitudine 45 26 15, longitudine 29 39 50) precum si o scara grafica in iarzi (1 yard = 0,9144 m) si declinatia magnetica (6 grade vest). Din pacate nu prezinta informatii legate de proiectia in care s-a lucrat si nu are caroiaj si sistem de coordinate. Culorile si reprezentarile grafice sunt bine alese fiind o harta usor de citit.

Fig. 14. Delta secundara Chilia -1856

Harta capitanului Spratt efectuata sub egida Comisiunii Europene a Dunarii a aparut in 1961 si are ca baza campaniile de teren efectuate in 1956 si 1957 (fig. 15). Se deosebeste de catre celelalte opere cartografice anterioare prin precizia liniei de tarm, conturul ostroavelor, prin reprezentarea reliefului inalt cu tente de umbre si hasuri si prin simplitatea redarii fiind foarte usor de citit. Pe bratul Chilia sunt denumite toate ostroavele din cele trei delte secundare. Este primul document cartografic ce are denumirile tuturor ostroavelor de pe bratul Chilia. Forma lacului Tatanir este luata de pe harta ruseasca aparuta la Odessa in 1850. Pe harta se gasesc informatii legate de, declinatia magnetica dar din pacate nu are informatii legate de proiectia folosita si sistemul de coordonte.

Fig. 15. Harta Capitanului Spratt -1861

Harta poate fi obținută de la British Library

O alta harta foarte buna este cea a Comisiunii Europene a Dunarii, efectuata dupa campaniile de masuratori din anii 1870 si 1871, de catre Sir Charles Hartley. Inca se mai fac prospectiuni la gurile Dunarii in vederea amenajarii unei guri pentru navigati maritima. In acest moment se ia decizia definitiva de a se amenaja gura Sulina. Au fost tiparite mai multe seturi de harti din datele culese in campania de masuratori din 1870 si 1871. Pe unele este redata reteaua punctelor de triangulatie, la nivelul intregului spatiu deltaic. Sunt scoase harti de detaliu ale gurilor de varsare.(Delta secundara Chilia – 1871, Gura Sfantu Gheorghe -1871) (fig.16).

Fig. 16. Harta Hartley – 1871

Harta “Coasta Romaniei” intocmita de catre Comandorul A. Catuneanu intre 1889 si 1899 a fost distinsa cu medalia de aur la Expozitia Internationala de la Paris in anul 1900 (fig.17). Aceasta impresioneaza prin predarea corecta a bratelor, grlelor, lacurilor, localitatilor si drumurilor. Sunt pozitionate foarte bine canalele si lacurile in Complexul Pardina cat si in toata delta interioara. Prezinta informatii batimetrice pe tot litoralul romanesc prin izobatele de 2, 5 si 10 m precum si printr o multime de puncte batimetrice. Dorindu se a fi o harta de navigatie sunt prezentate informatii legate de farurile de pe intreg teritoriul coastei si chiar de pe Insula Serpilor. Prezinta sistem de coordonate pe marginile hartii, longitudinea este însă trecută după meridianul Parisului, existînd o diferențiere de 2grade 20`10„ față de Greenwich. (Constantinesc S. – 2008).

Fig. 17. Detaliu din harta Catuneanu -1899

Hara Vidrascu a Deltei Dunarii este prima harta intocmita de catre statul Roman in Delta Dunarii cu mijloace geodezice si topografice moderne. A fost realizata sub directa supraveghere a Prof. Ing Jean G. Vidrascu, profesor la Scoala Politehnica din Bucuresti, pentru cunoaterea stiintifica si cat mai in detaliu a deltei si complexului laguar Razelm, ce se doreau a fi amenajate pentru piscicultura si agricultura. In luna mai a anului 1909, Ministerul Agriculturii si Domeniilor- Directia Pescariilor prin domnul ministru Dr. Grigore Antipa, aproba finantarea planului de intocmire a hartii hidrografice a Deltei Dunarii. Dirigintele lucrarilor este Prof. Ing. Jean G. Vidrascu. Pentru efecturea acestei harti au fost necesari 3 ani de masuratori in teren (1909, 1910, 1911) si 2 ani de lucru in laborator pentru redactarea hartilor (1912, 1913). Au fost scoase 3 seturi de harti la scari diferite si anume: un singur set 1: 10 000, 500 seturi 1: 50 000 si 1: 200 000. Acesta au informatia batimetrica redata in hidrograde.

Acest set de date este folosit apoi si pentru efecture de harti pentru diferiti beneficiari cum ar fi Comisiunea Europeana a Dunarii. Una din aceste harti este harta Deltei Secundare Chilia din anul 1922 (fig. 18). Aceasta se remarca prin multitudinea punctelor batimetice in fata deltei secundare si pe bratele acesteia. Se observa efecturea campaniilor de masuratori batimetrice pe profile perpendiculare pe linia tarmului si la echidistante egale. Sunt trecute si liniile de tarm relicte din 1883 si 1906 pentru a pune in evidenta evolutia rapida a acestei delte secundare. Localitatile ca Sfistofca, Letea, C.A. Roseti, Periprava si Valcov sunt reprezentate in detaliu, fiecare locuinta fiind redata separat. In Valcov sunt prezentate 3 biserici, una ruseasca si doua lipovenesti. De aseamenea, sunt redate si drumurile intre localitati precum si denumirea unar grinduri de pe campul Letea. Sunt reprezentate si dunele de nisip prin hasuri diferite precum si hasmacurile dintre ele (Hasmacul Mare, Popi, Schiopu).

Fig. 18. Harta Deltei Secunadare Chilia editata de catre Ing. J. Vidrascu in 1922

Concluzii

Din materialul studiat nu putem concluziona, asa cum m-am asteptat ca pe teritoriul polderului Pardina a existat un complex lacustru. Credem ca acesta a fost in vremuri mult mai indepartate decat avem noi marturii scrise sau cartografice. Asupra deltei secundare Chilia II ne este confirmata ipoteza ca partea estica a grindului Chilia a fost scaldata de ape salmastre. Se poate spune ca a fost o laguna extinsa intre campul Letea si Chilia si partea sudica a actualelor lacuri Matita si Merhei, datorita faptului ca la vremea accea ereau deformari foarte mari ale bratelor reprezentate pe harta lui Jacobo Castaldi din 1566.. Cred mai mult in ipoteza lagunei, este mai credibila decat incea a unui estuar. Aceasta laguna probabil ca avea legatura cu marea prin partile de nord si de sud ale campului Letea. Se observa foarte clar aluvionarea acestei zone din nord catre sud cu ajutorul sahalelor Palitcova, Zamirova, Bratusca, Hangica si Sulimanca. Insa daca luam ca atare aceasta harta (Jacobo Castaldi – 1566), bratul se varsa printr un estuar ce prezinta o multe insulite. Aceste insulite vor evolua foarte repede (prin alungire si ingemanare) astfel incat pe harta Faden din 1795 acest estuar este sedimentat, aparnd un numar de 5 ostroave. Aceasta rata imensa de sedimentare a lobului Chilia II ne confirma varsta obtinuta de noi la inceputul formarii acestuia (Est grindul Chilia – 1000 y bp.). Pe harta Balcanilor din 1829 bratul Chilia incepe sa formeze la est de Periprava delta secundara actuala. Aceasta emersare se pare ca s a produs in urma unui aport sedimentar foarte bogat pentru ca pe harta Faden din 1795 nu apare nimic emers in fata gurii de varsare Chilia. Este prima marturie cartografica referitoare la emersarea deltei secundare actuale Chilia (lobul Chilia III) aceasta fiind redata prin mici insulite. Insa la numai 4 ani apare harta intitulata „Cape Kaliakra to Odessa”- 1834, in care delta secundara actuala este mult mai mare si mult mai bine conturata. Nu credem ca a fost posibila o evolutie atat de rapida a acestei formatiuni. Se pare ca harta din 1829 ori se bazeaza pe un set de date mai vechi ori delta secundara nu a prezentat interes sau a fost cartata foarte superficial.

Au fost trimise esantioane la datat din forajele K3 si KP10 (fig.1), efectuate in partea estica a paleodeltei Chilia II, pentru a vedea cand s-a terminat sedimentarea acestei delte secundare relicte. S-au prelevat monstre si din partea estica agrindului Letea, forajul KP11, pentru a se data perioada in care a incepe formarea deltei secundare actuale.

1. Perioada hartilor vechi de dinaintea ridicarilor geodezice.

2. perioada moderna

V. EVOLUTIA GEOLOGICA A DELTELOR CHILIA: REORGANIZAREA PROCESELOR DELTAICE SUB PRESIUNE ANTROPICA

Rezumat

Dezvoltarea deltelor secundare Chilia reflecta o reorganizare drastica a Deltei Dunarii, care a acompaniat expansiunea rapida a aecsteia in Holocenul tarziu. Folosind carote noi, colectate in zonele de apex ale celor doua delte interne ale Chiliei, impreuna cu harti vechi si fotografii satelitare, am aratat ca Dunarea a avut o avulsie partiala in urma cu aproximativ 1700 B.P. care a dus si la revigorarea bratului Chilia. Acest proces a dus la umplerea succesiva a unui lac si a unei lagune in zona de nord a Deltei Dunarii, si, imediat dupa aceea, la constructia unei a treia delte secundare, de aceasta data marina, la coasta Marii Negre. Chilia a devenit astfel cel mai mare brat al Dunarii si a ajuns la un maximum de debit solid in ultimii 300 de ani. In aceasi perioada bratul Sfantu Gheorghe, care inainte era bratul principal, a pierdut din debit. In acest capitol propunem ipoteza ca despaduririle masive din bazinul inferior al Dunarii au dus la aceasta reorganizare a deltei si ca aceasta despadurirea avut cauze culturale istorice. Cresterea cererii de lemn si produse ovine datorate expansiunii Imperiului Otoman in Europa de Est a fost urmata de adoptarea porumbului in agricultura acestei regiuni, ca rezultat al Schimbului Columbian. Industrializarea rapida a Europei de Est in timpul comunismului care a dus la constructia de baraje pe Dunare si afluentii acestuia, a inversat aceasta tendinta, ducand la un deficit general de debit solid pe Dunare. In aceste conditii, actuala delta secundara Chilia este remodelata intens de valuri. In viitorul apropiat aceasta s-ar putea alipi de jetiurile de la gura Sulina, ducand la greutati majore pentru navigatie.

1. Impactul antropic in Delta Dunarii

Despadurirea bazinelor hidrografice in ultimele doua milenii au dus la cresterea rapida si la diversificarea morfologica a deltei Dunarii cuplata cu o transformare completa a ecosistemului din bazinul care primeste apele Dunarii, Marea Neagra. (Giosan et al.2012). In aceasta perioada delta secundara Sulina care erea dominata de valuri a fost aabandonata in mod gradual iar bratul cel mai sudic al dunarii a fost reactivat si a inceput sa construiasca o delta secundara, Sfantu Gheorghe II, care la randul ei era dominata de valuri. Simultan distributarele secundare care porneau din bratul Sfantu Gheorghe au construit o delta secundara in lacul Razelm, delta secundara Dunavat. Aceasta activitate deltaica intensa a fost acompaniata de schimbari in regimul hidrografic al Dunarii. Multe delte de mici dimensiuni au crescut in intervale de presiune antropogenica puternica in bazinele lor. Dar este greu sa fie gasite cauze specifice, fie ele naturale sau antropice pentru aceste reorganizari majore pentru o delta de dimensiunile Deltei Dunarii construita de un rau Dunarea de scara continentala. Aceasta cere reconstructii de detaliu a istoriei depozitionale. In acest articol aratam pentru prima data ca reorganizarea Deltei Dunarii in fata bratului principal Chilia si discutam relatiile care ar fi putut exista intre aceasta reorganizare si climat, cresterea populatiei sau schimbarile culturale din cadrul bazinului Dunarii. Pentruaceasta reconstructie am folosit istorii depozitionale reconstruite din carote impreuna cu o analiza morfologica a materialului cartografic vechi si imagini satelitare recente.

Fig.1 Geografia deltei Dunarii si fazele sale de evolutie (modificat din Giosan et al. 2003) Liniile galbene delimiteaza lobii deltaici in ordinea in care au fost construiti (Giosan et al. 2009). (1) Tulcea, (2) Chilia I, (3) Sfantu Gheorghe,(4) Sulina, (5) Sfantu gheorghe II, (6) Dunavat, (7) Chilia II, (8) Chilia III. Varsta estimata pentru dezvoltare a fiecarui lob (Giosan et al. 2006, 2012 si studiul prezent) sunt scrise sub numele fiecarui lob in mii de ani inainte de prezent.

Istoria deltelor secundare Chilia

Bratul Chilia care curge pe rama nordica a Deltei Dunarii a construit succesiv trei delte secundare. Acestea a fost pentru prima data cartografiate in detaliu la sfarsitul secolului al XVIII lea . Arhitectura depozitionala a acestor delte secundare a fostr controlata de vaile sapate de raurile care erau active in timpul perioadei de nivel scazut al Marii Negre din ultimul glacial si de relieful pre holocen in leoss format in Delta Dunarii si in zonele adiacente si de dezvoltarea insasi a deltelor secundare mai vechi decat Chilia. Cea mai veche delta secundara a Chiliei a umplut depresiunea Pardina care la acel timp era un lac de adancime scazuta localizat la confluenta dintre doua vaii preholocene (Catlabug si Chitai) sapate de afluenti minori ai Dunarii. Aceasta depresiune era probabil inconjurata din toate partile de depozite de leoss, inclusiv catre sud unde campul de tarm lacustru Stipoc a crescut peste un relief de leoss emersat. Pentru ca o mare parte din delta secundara Chilia I a fost drenata pentru agricultura in secolul al XX lea am reconstruit reteaua originala de canale folosind date cartografice istorice si informatii din carote scurte sau lungi de foraj descrise in aceasta regiune. Morfologia originala a deltei secundare Chilia I era similara cu alte delte lacustre formate in lacuri de adancime mica si arata o retea anostomozata cu multiple canale secundare. Cursul principal al bratului Chilia a dezvoltat levee naturale bine conturate este localizat in pozitie centrala in delta secundara, mergand intr-o directie ESE catre NNV. Canalele secundare se bifurca in lungul bratului principal si nu pornesc din apexul deltei. Aceasta retea de canale sugereaza ca delta secundara Chilia I s-a format prin cresterea rapida sub forma unei delte dominate de rau in zonele centrale si cele mai adanci ale fostului lac Pardina. Expansiunea marginala a celorlalte canale a fost minora spre nord in laculire Catlabug si Chitai si scurgerea spre sud spre zona Matita-Merhei se pare ca a fost deasemenea minora. Canale secundare s-au dezvoltat in mod preferential spre sud dinspre bratul principal Chilia in zona de adancime mica a fostului lac. Asa cum ne arata numeroasele balti si lacuri de dimensiuni mici de pe harta istorica scurgerea prin aceste canale secundare trebuie sa fi fost foarte mica. In concluzie acestasta retea de canale sugereaza ca spartura in leoss dinte Chilia Veche si Chilia Noua situata intre platoul Bugeac si promotoriul Chilia exista deja inainte de formarea deltei secundare Chilia I. Daca aceasta spartura ar fi fost inchisa expansiunea deltei secundare Chilia I ar fi fost preferential spre nord in lacurile Catlabug si Chitai sau spre sud inspre lacurile Matita si Merhei.

Cronologia cresteri pentru delta secundara Chilia I este necunoscuta pana la studiul nostru. Carota pe care am recuperat-o in lungime de 6,5 m denumita KP1/K1 a fost recuperata intr-o fosta zona de balta, in apropierea zonei apexului deltei secundare Chilia I. Aceasta carota arata doua cicluri de sedimentare compuse din depozite fine tipice pentru zonele interdistributare dintre canale. In primul ciclu care se extinde intre anii 6250-2600 B.P sedimentarea a fost mai inceata in jur a 1m la o mie de ani in comparatie cu ciclul urmator care a aparut dupa 1470 B.P unde sedimentarea a fost de aproximativ 2 m la o mie de ani.

Fig.2 Lobii deltaici Chilia. Figura de sus (a): lobii Chilia I, II si lobul Chilia III incipient, deflectat de valuri, intr-o harta din 1771. Adnotarile indica principalele trasaturi morfologice de la gura Chilia (vezi in text). Figura din mijloc (b): reteaua de canale si distributia lacurilor pentru cei trei lobi ai Chiliei. Locatiile noilor carote sunt reprezentate cu puncte rosii. Figura de jos (c): morfologia lobilor Chilia si a zonelor adiacente: zona de platou (in negru); leveele si meandrele bratelor principale ale Dunarii (in gri inchis); bazinele interdistributare (in gri deschis); grinduri (Cu sediment danubian in maro deschis si nedanubian sau mixt in maro inchis). Sagetile mari albastre indica cursul principal al bratului Chilia si sparturile principale iar sagetile mici albastre indica scurgeri minore

Aceasta istorie depozitionala arata ca delta secundara Chilia I s-a dezvoltat in doua faze. O protodelta Chilia I mai mica a inceput sa creasca in urma cu 6500 de ani in acelasi timp cu delta secundara Tulcea care crestea in golful Dunarii spre sud. Aparitia fonnaminiferelor bentice din genul (i.e., Ammonia sp.) la baza carotelor noastre indica ca depresiunea Pardina era cumva conectata la mare in acel moment la 6500 ani B.P. Deoarece depozitele contemporane ale deltei secundare Tulcea dinspre sud nu contin elemente marine ci doar fauna de apa dulce, conexiunea depresiunii Pardina cu Marea Neagra era probabil prin zona de spartura de la Chilia. Hiatusul dintre cele doua cicluri deltaice indica ca scurgerea de apa pe protobratul Chilia a scazut sau s-a oprit in urma cu 2600 de ani si a fost reactivata in urma cu 1500 ani. La timpul reactivarii noul brat Chilia a inceput sa construiasca o noua delta secundar dincolo de spartura in loess de la Chilia si cresterea deltei secundare Chilia I era probabil completa. Delta secundara Chilia II are o morfologie tipica a unei delte de estuar cu distributare secundare care se bifurca imediat la apexul de la Chilia. Aceasta retea de canale impreuna cu lipsa baltilor si lacurilor in morfologia deltelor secundare sugereaza ca aceasta noua delta secundara s-a dezvoltat pri umplerea depresiunii Chilia est printr-un model de maturare de la nord la sud si migrare rapida de la vest la est. Desi debitul principal al bratului Chilia este concentrat acum in partea centrala pe o serie de canale anastomozate depozitele de leveu natural sunt mai putin dezvoltate decat in cazul deltei secundare Chilia I. Lipsa distributarelor secundare care sa patrunda in depresiunea Chilia est spre sud sau spre nord sugereaza ca aceasta depresiune a fost umpluta imediat si scurgerea s-a facut pe canalul central. Campul de tarm Letea si campul de tarm Jibrieni separau depresiunea Chilia est de marea Neagra iar cresterea secundare Tulcea in zona Matita-Merhei impreuna cu campul de tarm lacustrin Rosca-Suez definesc extensiunea depresiunii inspre sud iar campul de tarm lagunar Sasic defineste depresiunea inspre nord. Prezenta unei faune marine precum foraminifere (Ammonia sp.) si bivalve (Cardium edule) deasupra depozitelor de loess gasite la baza carotei colectate de noi la baza apexului deltei secundare Chilia II arata ca depresiunea Chilia est a fost initial o laguna conectata la Marea Neagra.Deasupra acestor depozite fine lagunare, depozitele deltei secundare Chilia II arata o succesiune tipica dar subtire de depozite prodeltaice fine si depozite grosiere nisipoase ale frontului deltaic interstratificate cu maluri. Aceste depozite au la suprafata sedimente fine cu materie organica tipice pentru campia deltaica si sol.

O data radiocarbon de la baza frontului deltaic in aceasta carota ne arata ca delta secundara Chilia II a inceput sa creasca la apex in jurul anului 800. Odata ce a umplut depresiunea Chilia est bratul Chilia a inceput sa dezvolte direct in marea Neagra o a treia delta secundara. Prima harta realistica a zonei deltei dunarii dateaza din 1771 si desi este inca primitiva ne aduce informatii importante asupra cresterii acestei delte secundare in Marea Neagra. La inceput aceasta delta secundara avea o morfologie tipica de delta dominata de valuri deflectata. La gura se observa doua talveguri separate de o bara de gura centrala submersa. Talvegurile ereau orientate in directia sud, directia dominanta a transportului de sedimente litoral. La nord de gura grindurile acmpului de tarm Jibrieni au o forma caracteristica curbata spre larg care indica clar existenta unui depocentru submarin care crescuse deja in mod semnificativ. Cateva insulite au emersat in partea de nord a talvegului Chilia pe cand spre sud vedem o platforma depozitionala de adancime mica.

Fig. 3. Interpretarea logurilor carotelor KP1/K1 si KP2 prelevate la apex-urile lobilor Chilia I si II. Varsta este reprezentata in mii de ani inainte de prezent si provine de la datarea cu radiocarbon a unor moluste articulate.

Dupa momentul 1771 harti numeroase arata ca delta secundara Chilia III a evoluat ca o delta tipica dominata de fluviu intr-un regim de frictiune care a dus la bifurcarea repetata a bratului prin formarea de bare de gura centrale. Influenta transportului litoral de sedimente care a dus la deflectarea spre sud a distributarului Stambulul Vechi se poate observa pana la sfarsitul secolului XIX. Forma izometrica a deltei secundare Chilia III care a inceput sa apara dupa momentul 1871 a rezultat prin umplerea unei melele pe partea dreapta abratului Stambulul Vechi. In toata evolutia deltei secundare Chilia III progradarea deltaica a fost favorizata la guara Oceacov in nord care a avansat perpendicular pe directia crestelor valurilor dominante si in sud la gura Stambulul Vechi unde progradarea a crescut in directia transportului litoral. Progradarea a fost mult mai lenta in zona centrala a deltei secundare care era alimentata de distributare alimentate vest – est. Aceasta progradare mai lenta este datorata unui transport litoral intens care muta sedimentele aduse de distributare spre sud. Scaderea debitului de sedimente pe unitate de tarm datorata procesului de crestere a deltei secundare si avansarii in ape mai adanci a dus in mod lent la cresterea mai lenta adeltei secundare Chilia III in secolul XX. La momentul 1940 deja se vad semne clare de eroziune si aceasta tendinta generala de eroziune continua pana astazi si a dus la transformarea deltei secundare Chilia III intr-o delta dominata de valuri caracterizata de existenta unor insule bariera si spituri.

3. Cauzele reorganizarii Deltei Dunarii

Reconstructia deltelor secundare Chilia sprijina ideea ca Delta Dunarii s-a dezvoltat rapid in ultima parte a Holocenului cand a avut loc o reorganizare radicala prin redistribuirea debitului pe bratele deltei. Initial bratul Sfantu Gheorghe a fost reactivat in urma cu aproximativ 2000 de ani si si-a construit in mare parte o noua delta secundara Sfantu Gheorghe II in ultimii 1000-1500 de ani. Aceasta perioada corespunde perioadei in care bratul Chilia a fost reactivat. Daca lom in considerare ca prima delta secundara a Chiliei a fost partial construita intr-un ciclu depozitional anterior, cantitatea de sediment pentru intregul lob trebuie sa fi fost mai putin de 5,9 milioane de tone pe an. Ulterior in timpul dezvoltarii deltei secundare Chilia II rata de sedimentare a ramas similara in jurul valorii de 4,5 milioane de tone pe an dar acrescut foarte puternic cu un ordin de magnitudine la peste 60 milioane de tone pe an in timpul constructiei ultimei delte secundare, Chilia III. In concluzie o avulsie partiala a Dunarii in directia bratului Chilia a avut loc gradual inca din secolul VIII i.Hr si debitul sau a crescut la maximum numai dupa anul 1700. Aceasta crestere sustinuta in debitul solid al Dunarii in zona deltei a fost explicata de Giosan et al. (2012) drept o crestere a eroziunii in bazinul inferior al Dunarii. Schimbarile ecologice din Marea Neagra care au acompaniat aceasta eroziune arata cel mai bine varsta inceputului cresterii in debit solid in urma cu 700-600 de ani, atunci o crestere rapida a nivelului de nutrienti proveniti din sol ( Ex; Si, N) au dus la schimbarea toatala a ecosistemului marin din Marea Neagra.

Fig. 4. Evolutia lobului modern Chilia III. Figura din stanga (a): structura lobului a crescut intre 1830 si 1940 (dupa Giosan et al. , 2005); figura din mijloc (b): schimbari ale coastei lobului Chilia III sub influenta valurilor (wave dominance) intre 1940 si 1975 ( principalele brate secundare ca Oceacovului, Bastroe si Stambulul Vechi discutate in text sunt indicate); (c): Sunt marcate formele de relief ce au rezultat datorita actiunii valurilor (grinduri marine, insule bariera si insule) dar si jetiurile construite la gura Bastroe si gura Sulina. In coltul din dreapta jos Insula bariera Musura este indicata cu „b” iar jetiurile de la Sulina cu „j”.

Schimbarile hidroclimatului in bazinul inferior al Dunarii sunt putin cunoscute in acest moment dar reconstructii detaliate exista in Alpi care arata intervale repetate cu prcipitatii ridicate in ultima mie de ani, asociate cu perioade mai reci in Europa Centrala. Inundatii puternice in aceasta perioada ar putea explica avulsiile bratului principal al Dunarii prima data spre bratul Sfantu Gheorghe urmata de o avulsie spre bratul Chilia. Insa trebuie sa tinem cont si de senzitivitatea crescuta a schimbarilor de debit intr-un fluviu de dimensiuni continentale precum Dunarea lasa fara explicatie cresterea dramatica in debit solid daca nu se ia in considerare o despadurire in bazinul inferior. Aceast bazin inferior aduce cele mai multe sedimente in Dunare comparativ cu bazinul central sau superior. Cresterea senzitivitati la despaduriri pentru rauri la scara continentala a fost documentata si in alte cazuri prin modelare (spre exemplu fluviul Ebro de Xing et al., 2014) sau prin studii de teren ( spre exemplu raul Rhin de Hoffmann et al., 2009). In plus variabilitatea climatica care duce la schimbarea regimului inundatiilor a putut contribuii si ea la aceasta denudatie si eroziune intensa a zonelor deforestate. Ce poate explica deforestarea rapida, accelerata a bazinului inferior al Dunarii incepand cu secolul XV (Giurescu, 1976), cu sute de ani mai tarziu decat in bazinul superior al Dunarii din europa centrala? Schimbul columbian dupa descoperirea Americii care a dus la adoptarea unor specii mai productive in agricultura precum porumbul a dus probabil la o crestere demografica semnificativa care avea nevoie de expansiunea agriculturii in zone care aveau paduri. Dar acest factor singur nu poate explica despaduririle masive in `zone de importanta minora pentru agricultura precum crestele Carpatilor sau al Balcanilor. In plus cresterea rapida a populatiei in Romania si in Balcanii de nord incepand de la sfarsitul secolului al XVII lea, mai tarziu decat cresterea debitului solid pe Dunare cu aproape doua secole.

O explicatie culturala este o explicatie alternativa la acest fenomen. Expansiunea Imperiului Otoman in Bulgaria, Principatele Romane si serbia a dus la exploatarea resurselor acestora care includeau grau, miere, lemn si mai presus de acestea oi. Despaduririle la inaltimi inaltimi mari pe crestele Balcanilor si Carpatilor putea sa duca la o crestere rapida si semnificativa a debitului solid pe Dunare (Giosan et al. 20112) si poate reflecta aceasta necesitate de a aproviziona Imperiul Otoman cu lemn si in special produse ovine. Intradevar studii zooarheologice pentru Moldova Medievala arata ca inainte de expansiunea Imperiului Otoman vitele si parcii dominau dieta locala. In scurt timp pana la sfarsitul secolului XVI Moldova singura aducea in jur de 300 000 de oi la Constantinopol din totalul de 400-500 0000 trimise catre capitala din zona intreaga a Balcanilor de nord si Principatele Romane. Aceste schimbari radicale in cresterea animalelor sugereaza ca regiunea s-a adaptat pentru a sadisface cererea de dieta religioasa a Imperiului Otoman, iar aceasta cerere era uriasa necesitand despaduriri ample in zonele alpine.

4. Viitorul deltelor secundare Chilia

In acest moment exista un deficit de debit solid, in jur de 70%, datorita constructiei de baraje in bazinul Dunarii in timpul industrializarii comuniste a Romaniei din secolul XX (McCarney-Castle et al., 2012). Desi acest deficit este foarte mare Delta Dunarii este mai bine plasata in comparatie cu alte delte sa reziste pe termen scurt la cresterea nivelului marii. Aceasta situatie este datorata unei combinatii de subsidenta redusa si redistributia antropica a debitului solid captat de catre campia deltaica. Acest lucru este valabil in mare parte si pentru deltele secundare interne Chilia I si Chilia II. In plus restaurarea care are loc in aceste zone care cuprinde spargerea digurilor de protectie poate restabilii si creste captarea de sedimente si functiile ecologice ale deltelor Chilia I si II chiar daca inparte acestea au fost drenate pentru agricultura sau indiguite pentru piscicultura. Pe de alta parte delta secundara marina Chilia III este din ce in ce mai dominata de valuri datorita acestui deficit sedimentar si a devenit cea mai dinamica parte a coastei intregii delte a Dunarii. Pe langa gura Stambulul Vechi care avanseaza intr-o laguna de apa putin adanca, golful Musura, singura parte stabila a coastei este legata de constructia unor jetiuri de protectie la gura Bastroe construite ca parte a unui proiect de navigatie mai mare. Acest proiect a dus la acumularea de grinduri marine la nord de jetiu sub influenta transportului litoral. La sud de gura Bastroe sub protectia jetiului a aparut o zona de depunere submarina insotita de dezvoltarea unui spit. Mai la nord in fata gurii Oceacov eroziunea a dus la formarea unor spituri bariera in forma de aripi. La sud Golful Musura este acum protejat de o insula bariera in fata gurii Stambulul vechi. Regimul erozional general al deltei secundare Chilia III duce la o liniarizare a coastei si la cresterea transportului litoral catre sud spre gura bratului Sulina. Daca bariera Musura va continua sa creasca spre sud si se va conecta cu jetiul de nord de la Sulina, sedimentele fluviale aduse de bratul Stambulul Vechi ar putea fi redirectionate si refolosite de la umplerea lagunei Musura inspre mare. In aceste conditii este posibila deltei secundare Chilia cu canalul navigabil Sulina ce va putea sa aiba consecinte dramatice pentru mentinerea navigatiei pe acest brat.

VI. EVOLUTIA GEOMORFOLOGICA A DELTELOR CHILIA: TOPOLOGIE, DINAMICA SI INTERVENTII ANTROPICE

Rezumat

1.Introducere

Dezvoltarea lobilor Chilia reprezinta un caz clasic, „de manual”, pentru studiile geomorfologice: o succesiune de la un lob lacustru, la unul lagunar si, in final, la un lob marin (Giosan et al., 2005; Filip si Giosan, 2014). Pana la schimbarile antropice masive de dupa anii 1960, toti acesti lobi ai Chiliei aveau o morfologie tipica dominata de fluviu, cu retele dense si complicate de canale, ostroave si lacuri. Deltele de lac sau lacustre se formeaza in lacuri cu origini diverse (e.g., Gilbert, 1885, Axelsson, 1967), inclusiv in bazinete ramase necolmatate din cadrul unor delte de mari dimensiuni: bazinete interdistributare, lacuri marginale, japse, etc. (Tye si Coleman 1989). Formarea lobilor lacustri de acest tip a fost studiata in zona Deltei Mississippi, mai precis in Bazinul Atchafalaya, aratandu-se ca formarea lor este in general rapida, deoarece lacurile de receptie sunt putin adanci. Datorita faptului ca in timpul inundatiilor incarcatura de sedimente este mare, iar bazinul de receptie (lacul) este umplut cu apa dulce, depunerea sedimentelor se face prin „pene” de turbiditate mare, hiperpycnale, care se deplaseaza pe fundul lacului, datorita greutatii mai mari relativ la apa lacului. Aceste particularitati duc la o evolutie geomorfologica diferita de a deltelor lacustrine clasice de tip Gilbert care sunt constituite dintr-un topset (sedimente fine care formeaza campia deltaica subaeriana), foreset (depozite mai grosiere cu nisip depuse pe frontul deltaic subacvatic) si bottomset (sedimente fine depuse subacvatic in zona de prodelta). In contrast, lobii lacustri deltaici sunt controlati de depunerile rapide la gura distributarelor si de morfometria basinului de receptie. Depunerile de tip hiperpycnal rezulta in depozite elongate (i.e., levee si bara de gura) care sunt orientate in directia adancimilor maxime ale lacului, separate de bazinete umplute cu sedimente mai fine (Tye si Coleman 1989, Olariu et al. 2012).

Deltele lagunare sunt in schimb un subset al deltelor de estuar (delte tip „bayhead”; Dalrymple et al. 1992). In contrast cu mediul lacustru, dar asemanator cu mediul marin, fenomenele hiperpycnale sunt rare in lagune, care au apa sarata sau salmastra. Aceasta duce la redistribuirea sedimentului fluvial sub forma de pene hipopycnale (de suprafata) si la constructia unor delte lobate cu multiple canale care se bifurca la apex (Coleman si Prior, 1980). Deltele marine dominate de fluviu sunt similare in morfologie cu cele de laguna (lobate sau „birdfoot”), dar contrasteaza prin depozitele de foreset care sunt mult mai bine dezvoltate datorita adancimilor mai mari decat in lagune.

In cazul deltelor Chilia succesiunea lacustru-lagunar-marin a produs morfologii distincte. In acest capitol am explorat morfologia si morfodinamica acestor lobi din punct de vedere topologic si dinamic.

2. Morfologia lobilor Chiliei

Relieful actual al lobului Chilia I este tipic de delta construita intr-un bazin lacustru datorita morfologiei si hipsometriei leveelor bratelor principale ce se caracterizeaza prin latimi mici si altitudini scazute. La apexul deltei bratul Chilia are latimi de 600 m, curge pe directia sud-nord, dupa care se desparte la nord in Bratul Caslita cu latimi cuprinse intre 110 m si 320 m, adancimea medie de 7 m si cu o orientare SV-NE. Intre bratul Chilia si bratul Caslita se gaseste ostrovul Caslita, cel mai lung ostrov din lungul bratului Chilia cu o lungime de 26 km. La sud se desparte in bratul Tataru cu latimi cuprinse intre 54 m si 73 m si adancimea medie de 6 m.

Descriere retele cu figuri (canale, lacuri, ostroave)

Clasifiarea pe baza teoriei grafice

Pentru analiza evolutiei deltelor construite de catre bratul Chilia, pe baza retelei de canale extrasa de pe hartile topografice romanesti la scara 1:25 000, editie 1976, intocmite de catre Directia Topografica Militara, hartile topografice ucrainiene la scara 1:100 000, editie 1974, intocmite de catre Serviciul cartografic Ucrainian si hartile topografice americane la scara 1: 250 000, editie 1954, intocmite de catre armata Statelor Unite, au fost gandite mai multe scenarii de evolutie.

Fig. B Reteaua de canale clasificata pe ranguri. Liniile de culoare albastra reprezinta canalele de rangul 1, liniile galbene reprezinta canalele de rangul 2 si liniile rosii reprezinta canalele de rangul 3. Conturul lacurilor este reprezentat printr-o masca de culoare albastru deschis.

In scenariul I este descrisa morfologia actuala a bratului, canalele fiind clasificate in ranguri, in functie de latime si adancimea medie a fiecarui canal. Canalele de rangul 1 sunt canalele principale ale bratului Chilia care au latimi mai mari de 100 m si adancimea medie de 10 m si sunt reprezentate in figura B prin linii de culoare albastra. Acestea sunt active si pe acestea se curge majoritatea debitului lichid al bratului Chilia. Canalele de rangul 2 sunt reprezentate in figura B cu linii galbene si reprezinta canalele ce au o latime cuprinsa intre 30 m si 100 m cu o adancime medie de 5 m. Acestea sunt in mare parte tributare canalelor de rangul 1 si au o scurgere controlata fiind in mare parte folosite pentru a transporta apa la sistemele de irigatii folosite in agricultura. O parte din aceste canale a fost reconstituita din cartarea informatiei existenta pe hartile topografice vechi si nu mai prezinta scurgere in acest moment. Canalele de rangul 3 sunt reprezentate in figura B cu linii de culoare rosie si sunt clasificate ca fiind canalele cu o latime mai mica de 30 m si o adancime medie de 1,5 m. Acestea sunt tributare atat canalelor de ordinul 1 cat si canalelor de ordinul 2 si au in mare parte o scurgere controlata fiind integrate in sistemul de irigatii actual.

Scenariul II ia in considerare ca bratele principale actuale in trecut au fost de rangul 2, ele dezvoltandu-se in brate principale dupa ce lobii Chilia I si II au fost sedimentati complet. Celelealte canale au functionat ca o retea de canale de rangul 3.

Fig C Reteaua de canale clasificata pe ranguri. Liniile de culoare galbena reprezinta canalele de rangul 2 si liniile rosii reprezinta canalele de rangul 3. Conturul lacurilor este reprezentat printr-o masca de culoare albastru deschis.

Evolutia geomorfologica a lobilor Chilia

Concluzii

VII. MORFODINAMICA DELTEI MARINE A BRATULUI CHILIA

1. Cronologia aparitiei deltei marine Chilia

Dupa cum am vazut in capitolul anterior, dedicat evolutiei geologice, dupa umplerea partii de sud a lacului complex Catlabug-Chitai, bratul Chilia a inceput sa deverseze apa si sedimente intr-o paleo-laguna a Marii Negre localizata la nord de lobul Sulina si separata probabil de mare printr-un cordon litoral ancorat in zona de coasta ucrainiana. Am denumit aceasta paleo-laguna Meleaua Chiliei, care se extindea probabil din zona lacurilor Matita si Merhei in sud pana la lacul Sasic in nord. Datele noastre arata ca lobul Chilia II a inceput sa se formeze undeva in perioada 650-1150 e.n. Documente cartografice vechi (vezi capitolul anterior) precum portulanele, desi imprecise, arata clar ca bratul Chilia erea compus din doua terenuri mlastinoase succesive reprezentand lobii deltaici non-marini ai bratului. Atat accesul pe bratul Chilia pentru navigatie, cat si evacuarea apelor aduse de brat, aveau nevoie in mod necesar de o spartura a cordonului litoral dintre Jibrieni si lobul Sulina. Avand in vedere ca laguna in care s-a format lobul Chilia II este de mica adancime si suprafata, scurgerea apelor Chiliei era insotita de evacuare concomitenta de sedimente in suspensie care nu aveau timpul si conditiile necesare sa se depuna in laguna (Filip and Giosan, 2014).

Prima harta credibila la gura Chilia provine din ridicarea topografica si batimetrica ruseasca de la 1771 (vezi figura Nr. *** din capitolul anterior), care arata ca lobul Chilia III inca nu era conturat in intregime la suprafata, dar avea o expresie foarte clara pe partea submersa care a fost interpretata de Filip and Giosan (2014; capitolul 3). Construirea lobului submarin a inceput probabil in acelasi timp cu construirea lobului Chilia II datorita evacuarii sedimentelor in suspensie din Meleaua Chiliei spre mare. Dezvoltarea acestui lob submarin, propusa de Filip and Giosan (2014) si acceptata ulterior si de altii (Vespremeanu-Stroe et al. 2016), explica de ce partea nordica a lobului Sulina a inceput sa construiasca grinduri marine pe campul de tarm Letea cu sedimente aduse de bratul Chilia odata cu inceperea constructiei lobului Chilia II. Pe acest lob submarin transportul litoral nordic a construit o serie de grinduri marine in zona Jibrieni, orientate in evantai, care au deviat gura Chilia spre sud (vezi figura Nr,*** din capitolul anterior). In continuarea acestor grinduri, harta de la 1771 arata o serie de ostroave emersate pe ceea ce pare a fi un leveu submarin. La sud de gura apare o platforma de adancime foarte mica, dar inca submersa, care constitue leveul submarin de pe malul drept (Filip and Giosan, 2014).

In concluzie, aceasta harta ne spune clar ca nu putem vorbi inca de o delta complet emersa a Chiliei la 1871, ci doar de o expresie submarina a acesteia. Urmatoarea harta credibila a deltei secundare Chilia este harta topografica ruseasca de la 1834 care a fost ridicata la standardele de atunci si nu contine batimetrie. Privind aceasta harta este clar ca delta secundara a Chiliei a emersat complet intre 1771 si 1834. (Fig. Nr.*****din capitolul anterior). La anul 1834 delta secundara a Chiliei avea deja conturate bratele Belgorod, Oceacov, Codina (Ankudinovo), Manastirii (Peschanoi) si Stambulul Vechi, cu ostroave deltaice emersate intre ele si o serie de brate mai mici care le traverseaza. Eforturile cartografice din timpul si dupa Razboiul Crimeeii, incepand cu anul 1856, au dus la aparitia primelor harti batimetrice moderne care sunt adecvate pentru studii de morfodinamica si pe care le folosim aici.

2. Evolutia morfodinamica a deltei marine Chilia in regim natural

Harta batimetrica a capitanului Spratt ridicata la 1856 ne arata ca delta emersa a Chiliei a continuat sa avanseze rapid in lungul intregii coaste, dar s-a extins in mod deosebit la gura Stambulului Vechi cu evidentierea unui nou brat denumit Stambulul Nou. Aceasta crestere rapida a deltei secundare Chilia spre sud (Fig.4a) se datoreaza adancimilor scazute a zonei dintre acest brat si gura Sulina, si a dus la izolarea progresiva a unei lagune, Meleaua Musura. Mergand spre nord se poate observa modul de constructie a subdeltelor fiecarui brat. La Stambulul Nou se vede clar o bifurcare a bratului in jurul unor bare de gura emerse si submerse, si construirea unor levee emerse la nord de brat. (Fig.4a) Aceleasi fenomene se pot observa si la bratele mai mici situate intre Stambulul Nou si Oceacov, si la gura Belgorod. Dupa emersare barele de gura si leveele se unesc si duc la formarea ostroavelor dintre brate. Situatia de la bratul Oceacov este putin diferita, in sensul ca nu se observa bara de gura si doar levee submerse si emerse.

Fig. 4a. Evolutia lobului modern Chilia III. Structura lobului a crescut intre 1830 si 1940 (dupa Giosan et al. , 2005)

La nord de lobul Chilia se observa in continuare constructia de grinduri marine in evantai de catre transportul litoral nordic. In plus influenta valurilor se observa si intre subdeltele Belgorod si Oceacov care au avansat foarte repede si au lasat intre ele o laguna care incepea sa se inchida in 1856 cu spituri. La sud de gura Stanbulul Nou pe tarmul lobului Sulina se observa un fenomen asemanator (Fig.4a): construirea a unui spit submers dinspre Cardon pe partea submarina a lobului Stambulul Nou. Acest spit este extensia unor capete de grind emerse la Cardon care erau observabile inca de la 1771.

Comisia Europeana a Dunarii (CED) stabilita la Sulina in urma Tratatului de la Paris din 1856 a facut ridicari topografice si batimetrice pe coasta Deltei Dunarii pana la inceputul celui de al doilea razboi mondial. Desi concentrata in principal pe gura Sulina, ridicari batimetrice, complete sau partiale, in fata deltei secundare Chilia au fost facute in anii 1862,1873, 1895, 1906 si 1922. Giosan et al. (2006; 2015) si Filip si Giosan (2014) cuprinde o analiza a evolutiei coastei deltei secundare Chilia (Fig.4) care arata ca lobul Stambulul Vechi a continuat sa se extinda spre sud ajungand la Cardon in 1906 si umpland complet Meleaua Musura in partea de nord. Rata de avansare a lobului Stambulul Vechi a scazut insa substantial in comparatie cu perioada 1830-1856. In contrast intre 1873 si 1883 lobul Oceacov a avansat accelerat. Dealtfel intreaga coasta a lobului Chilia a avansat puternic in aceasi perioada. Dupa 1883 rata de avansare a scazut si intre 1894 si 1906 coasta deltei secundare se liniarizeaza, semn ca a intrat sub actiunea valurilor. Intre 1922 si 1940 apar deja semne de eroziune pe coasta centrala a deltei secundare, mutand rata de avansare cea mai mare din nou la lobul Stambulul Vechi. Dupa 1940 putem afirma cu certitudine ca activitatea de constructie care a dus la emersarea de campie deltaica, s-a concentrat doar in fata lobilor Oceacov si Stambulul Vechi. Semnele actiunii valurilor se observa peste tot la coasta cu exemple clare gura Oceacov unde s-au dezvoltat o pereche de spituri–aripioare (flying spits) si la gurile Vechiul si Noul Stambul (Bastroe) care prezinta insule bariera in partea de downdrift. Insula bariera Musura (Giosan et al., 2005) este cel mai nou exemplu si a aparut la sfarsitul anilor 1980 extinzandu-se in prezent pana in apropierea jetiului de nord a gurii Sulina.

In concluzie delta secundara Chilia s-a dezvoltat la inceput ca o delta cu dominanta fluviala datorita aportului mare de sedimente adus de bratul Chilia si a unei portiuni submarine de mica adancime construita gradual de inca acum o mie de ani. Odata ce delta secundara s-a extins aportul de sedimente a fost distribuit pe un numar din ce in ce mai mare de guri de varsare reducand rata de progradare, probabil si datorita avansarii la adancimi din ce in ce mai mari. In acest moment delta secundara Chilia este dominata de valuri cu progradare minima la gurile cele mai mari (Oceacov si Stambulul Vechi) si eroziune sau stabilitate pe restul coastei. Intrebarea care se pune este care a fost evolutia morfodinamica a deltei secundare Chilia pe partea submersa? Desi ridicarile batimetrice ulterioare pana recent au fost in general inferioare celei de la 1856 (e.g., numar total de puncte sondate mai mic; extindere mai mica spre adancime; sau extindere partiala in lungul coastei) se poate face o comparatie de prim ordin a zonelor de depunere si eroziune (Fig. ).

Intre 1856 si 1898 depocentrul lobului submarin era foarte extins de la gura Oceacov pana la nord de gura Stambulul Nou cu rate de sedimentare mari intre 10 si 30 cm/an (Fig. 1856-1889_17m). In fata lobului Stambulul Vechi ratele de sedimentare au fost sub 10 cm/an dar zona depozitionala era cu mult mai extinsa spre sud, trecand de gura Sulina la adancimi mai mari de circa -20 m (Budileanu et al., in lucru). La momentul respectiv jetiurile de la gura Sulina erau putin extinse in larg si permiteau sedimentelor aduse the bratul Chilia sa treaca spre sud. Schimbarile batimetrice din acest interval sunt corelate in mare masura cu evolutia deltei emerse pe care am descris-o mai sus.

Ulterior, perioada 1898 – 1935 este caracterizata de rate de depunere foarte mari (30-70 cm/an) pe intreaga zona submersa din fata deltei secundare Chilia, inclusiv in fata gurii Stambulul Nou (Fig. 1898-1935_17m). Acest rezultat este coroborat de schimbarile batimetrice pe care le putm calcula intre 1898 si 1922 daca folosim ridicarea mai detaliata a inginerului Vidrascu (Fig. 1898-1922 de taiat zona rosie din N). Harta de la 1935 insa este mult mai extinsa spre sud in fata gurii Sulina si arata ca extinderea jetiurilor a incept deja sa aiba efecte pe zona submersa: astfel zona de depunere din larg la adancimi mai mari de -20 m a disparut devenind eroziva (vezi si Budileanu et al., in lucru).

Daca ne uitam la diferentele batimetrice dintre 1922 si 1935 observam ca depunerile extreme pe termen scurt pe partea submersa a deltei secundare Chilia au avut loc in principal inainte de 1922 (Fig. 1922-1935). Intre 1922 si 1930 deja aparusera doua depocentre, respectiv la gura Oceacov si gura Stambulul Vechi (70-110 cm/an), separate de o zona puternic eroziva (30-70 cm/an). Aceasta situatie se continua intre anii 1935 si 1944 cu mentiunea ca depocentrul Oceacov devine mai putin important (Fig. 1935-1944_17m). In schimb extinderea si mai mare a jetiurilor de la gura Sulina blocheaza sedimentele venite pe gura Stambulul Vechi a carui depocentru isi mentine ratele mari de sedimentare. Observam si un inceput de efect depozitional si la sudul jetiurilor care au inceput sa blocheze in mod eficient si transportul litoral catre nord. Cele doua depocentre de la Oceacov si Stambulul Vechi raman active si in perioada 1935 (1944) – 1975, cand acumularea de sedimente se extinde la rate mai reduse atat in zona dintre aceste doua guri de varsare cat si la nord si la sud de delta secundara Chilia (Fig. 1935-1973_17m si 1944-1975_17m). Efectul jetiurilor de captare a sedimentelor este evident si in aceasta perioada.

Dupa 1975 si pana recent (2004) depocentrele Oceacov si Stambulul Vechi au ramas active, dar s-au redus ca arie (Fig. 1975-2004_17m). La Oceacov doar bratul nordic Ruptura care a preluat o parte din debitul bratului principal si a avansat sub protectia spitului de la gura principala a Oceacovului arata foarte localizat rate de sedimentare intre 10 si 30 cm/an. Restul lobului Oceacov este de fapt foarte eroziv pana la adancimi de aproximativ -20 m cu rate intre 2 si 30 cm/an, mai mari in apropierea gurii. Depocentrul de la Stambulul vechi a suferit o transformare fundamentala dupa aparitia si extinderea insulei bariera Musura. Daca ratele de sedimentare din spatele barierei au continuat la valori foarte mici, marea majoritate a acumularii sedimentelor aduse de brat a fost redirectionata in lungul tarmului barierei dupa mecanismul de feedback propus in Giosan (2008). Acest mecanism a dus la avansarea frontului deltaic in fata insulei pana la adancimi de aproximativ -10 m, desi in aceeasi perioada insula bariera s-a retras spre vest, probabil in timpul furtunilor prin mecanismul de washover. Jetiurile de la gura Sulina au jucat si ele probabil un rol important in a capta sedimentele bratului Stambulul Vechi. La sud de jetiuri, acumularea care a inceput inca din anii de dupa 1922 a continuat pana in prezent. Un al treilea depocentru minor cu rate de acumulare mai mici de 10 cm/an s-a format la gura Stambulul Nou (Bastroe) dupa ce a fost adancita si protejata la nord de un jetiu. Acest jetiu capteaza transportul litoral dinspre nord si protejeaza acumularea de sedimente aduse de brat la sud de acesta.

Mecanismele de control a evolutiei morfodinamice a deltei marine Chilia

Variatiile multianuale ale debitului Dunarii in combinatie cu variatiile multianuale ale furtunilor din Marea Neagra sunt factorii principali care dicteaza procesele deltaice costiere. Pentru a evalua importanta individuala a acestor factori in evolutia lobului Chilia III am analizat regimul debitului bratului Chilia si a regimului depozitional-erozional pe partea submersa a lobului in comparatie cu regimul modului climatic multianual dominant din bazinul Dunarii, Oscilatia Nord Atlantica (NAO).

Debitul Dunarii are variatii multianuale reglate de catre NAO (Rambu et al. 2002). Cand indexul NAO, care este calculat ca diferenta de presiune intre Lisabona (Portugalia) si Stykkisholmur (Islanda) este negativ (Hurrell, 1995), vanturile vestice sunt deplasate spre latitudini mai joase si aduc umiditate din Oceanul Atlantic catre bazinul Dunarii. Deasemenea, pe baza regimului costier dintre 1961 si 2006, s-a propus ca eroziunea in lungul tarmului romanesc este controlata tot de Oscilatia Nord Atlantica datorita cresterii numarului de furtuni in perioada cand indexul NAO este negativ (Vespremeanu-Stroe et al. 2007). Mai recent, Zainescu et al. (2017) folosind date extinzandu-se inapoi pana in 1949, a amendat aceasta ipoteza sugerand ca regimului costier este de fapt influentat de multiple moduri climatice, care includ si NAO.

In teorie, daca delta submersa Chilia III ar fi un sistem inchis, toate sedimentele aduse de bratul Chilia la gurile sale ar trebui sa se acumuleze pe aceasta delta submersa, iar depunerile mulianuale sa varieze direct proportional cu debitul bratului Chilia. In practica deltele submerse sunt sisteme deschise care pierd sediment catre larg si lateral in lungul coastelor adiacente datorita in principal a valurilor, dar si a curentilor de vant in secundar (curentii mareici nu sunt importanti in Marea Neagra). Folosind modelele batimetrice discutate anterior am calculat volumele de sedimente depuse si cele erodate intre perioadele 1856-1898, 1898-1944, 1944-1975 si 1975-2004 (Fig. x si y). Aceste volume au fost ulterior comparate cu debitele lichid si solid ale bratului Chilia si, in ultima instanta, cu regimul NAO (Fig. z si tabelele …..)

Depunerile de sedimente pe delta submersa se coreleaza rezonabil cu debitele solide pe perioadele considerate (coeficient de corelatie r2 = 0,58; Fig. x). Daca consideram volumele de sedimente erodate ca fiind pierderi din sistem si le adunam la volumele de sedimente depuse, corelatia cu debitele solide este putin mai slaba (r2 = 0,48; Fig. x) Surprinzator, corelatiile volumelor depuse cu debitele lichide sunt mult mai bune (r2 = 0.99; Fig. y) decat pentru debitul solid (Fig. x ),. Aceasta situatie ne face sa credem ca debitele solide ale bratului Chilia au fost probabil incorect estimate pentru perioada 1856-1898 cand discrepanta relativ la debitul lichid este cea mai mare. O explicatie alternativa este ca ratia de sedimente/apa a crescut in secolul XX. Aceasta ipoteza ar putea fi justificata de cresterea eroziunii in intreg bazinul Dunarii datorita expansiunii agriculturii. Dar aecasta alternativa este putin credibila nerealista deoarece pentru perioada 1975-2004 care a urmat constructiei intensive de baraje in bazinul Dunarii, ratia sedimente/apa ar fi trebuit sa scada semnifictiv, lucru care nu este observat.

Figura x. Evolutia acumularii si eroziunii pe partea submersa a deltei marine Chilia in comparatie cu evolutia debitului solid al bratului Chilia in perioada 1856-2004. Pentru cazul in care am considerat suma dintre volumele de acumulare si eroziune coeficientul de corelatie cu debitele solide corespunzatoare este de r2 = 0,48. In cazul unde am considerat doar volumele de acumulare coeficientul de corelatie a crescut la r2 = 0,58.

Figura y. . Evolutia acumularii si eroziunii pe partea submersa a deltei marine Chilia in comparatie cu evolutia debitului lichid al bratului Chilia in perioada 1856-2004. Atat pentru cazul in care am considerat suma dintre volumele de acumulare si eroziune, cat si doar pentru volumele de acumulare, coeficientul de corelatie cu debitele lichide corespunzatoare este de r2 = 0.99.

Deoarece debitul lichid al Dunarii, si deci al bratului Chilia, este modulat in principal de NAO (Rambu et al. 2002) am folosit indexul NAO atat la nivel lunar cat si anual pentru a le compara cu regimul de scurgere. La nivel lunar cea mai buna corelatie intre regimul NAO si debitul lichid al bratului Chilia (r2 = 0,32; Fig. z) apare in luna mai. , Pentru alte luni si pentru indexul NAO anual corelatiile sunt mai putin semnificativ . Aceasta situatie se explica probabil prin faptul ca debitele maxime ale Dunarii se inregistreaza in perioada primaverii, mai exact in luna Mai.

Fig. z Regimul debitului lichid al bratului Chilia (normalizat la deviatia standard) – mediu (linie neagra), maxim si minim (linii gri) si al indexului NAO pe luna mai (linie rosie) pentru perioada 1844-1994.

Daca regimul debitului solid al bratului Chilia este controlat intr-o masura semnificativa de NAO (Rambu et al., 2002) si delta submersa a Chiliei a fost un sistem aproape inchis (asa cum sugereaza datele discutate mai sus) atunci acumularile pe delta submersa ar putea fi controlate de NAO. In contrast furtunile din Marea Neagra care pot eroda si redistribuii sedimentele deltei submerse sunt fi controlate intr-o mai mica masura de NAO in combinatie cu late moduri climatice (Zainescu et al., 2017). Pentru a evalua daca posibila relatie cu NAO este semnificativa la scara lobului Chilia am calculat corelatiile dintre indexul NAO global lunar si regimul acumulare/eroziune al deltei submerse Chilia.

Indexurile NAO global pentru lunile Mai si Decembrie si sunt cel mai bine corelate (Tabelul nr.xx) cu acumularea neta si cu suma acumulare-eroziune sugerand ca debitul solid , dar posibil si furtunile de iarana, contribuie impreuna la construirea deltei submarine Chilia. Indexul global nu este insa cel mai potrivit pentru a adresa problema noastra de studiu deoarece mediaza perioade cand indexul este negativ si are o influenta dovedita asupra bazinului Dunarii si in Marea Neagra, cu acelea cand este pozitiv. De aceea am calculat indexurile NAO- si NAO- ca medii ponderate lunare a evenimentelor NAO negative, respectiv pozitive. Pentru NAO+ asa cum ne asteptam corelatiile sunt slabe sau non existente. In schimb pentru NAO- cele mai bune corelatii apar cu luna Mai cand avem debitul de sedimente crescut si cu lunile Decembrie si Ianuarie cand incidenta furtunilor este mai mare. Toate aceste corelatii sunt pozitive si mult mai bune decat in cazul indexului global, intarind conluzia anterioara ca atat aportul de sedimente aduse de Chilia, cat si furtunile din Marea Neagra influenteaza regimul de acumulare/eroziune a lobului Chilia submers.

Tab. xx

Tab. xy

Tab. xz

Tabelul. ….. Coeficientii de corelare intre acumularea, eroziunea sau suma dintre acumulare si eroziune si indexurile lunare NAO global, pozitiv si negativ pentru perioadele 1856-1898, 1898-1944, 1944-1975, 1975-2004.

4.Concluzii

Prima harta mai de detaliu a zonei , cea ruseasca de la sfarsitul secolului 18 (FIG ****), ne arata ca nu se poate vorbi de o delta marina complet emersa a Chiliei la 1771, ci doar de o expresie submarina a acesteia. Deci lobul marin al Chiliei a inceput sa se dezvolte destul de devreme, acum aproape un mileniu in urma, odata cu constructia lobului lagunar Chilia II, cand apele incarcate cu sediment ale bratului Chilia debusau la marea deschisa prin cordonul litoral Jebrieni-Letea. Odata cu emergenta ulterioara a lobului Chilia III, aportul de sedimente al bratului a fost distribuit pe un numar din ce in ce mai mare de guri de varsare. Ridicarile batimetrice de o calitate mai ridicata incepand din 1856 pana in anii 20 ai secolului trecut si care acopera perioada de dominanta fluviala arata ca si pe partea submersa depunerile erau la rate ridicate si se extindeau in lungul intregii coaste a Chiliei, ba chiar si la sud de gura Sulina. In timp aceasta redistribuire a sedimentelor aduse de bratul Chilia pe o arie in crestere continua, pe un numar din ce in ce mai ridicat de guri probabil impreuna cu avansarea lobului spre adancimi din ce in ce mai mari a redus progresiv rata de progradare a lobului care a inceput sa fie dominat de valuri din anii 1930-40. Eroziunea si-a facut simtita prezenta in special pe coasta centrala intre distributarele principale Oceacov si Stambulul Vechi care au pastrat doar depocentre izolate pe partea submersa in fata gurilor lor. Extensiunea jetiurilor la gura Sulina a blocat o mare parte a transportului sudic de sedimente datorat valurilor si curentilor. Odata cu colmatarea aproape completa in meleaua Musura si cu aparitia insulei bariera Musura, presiunea proceselor sedimentare s-a mutat pe langa jetiul nordic al Sulinei. Examinarea regimului de depunere/eroziune pe lobul submers Chilia III intre 1856 si 2004 arata ca aportul sedimentar al bratului Chilia este factorul de control dominant si ca acesta este modulat si deci controlat intr-o masura statistic semnificativa de modul climatic atlantic (i.e., NAO). NAO controleaza intr-o anumita masura si regimul furtunilor, deci si eroziunea pe partea submersa a lobului Chilia III. Ramane de studiat daca acest control pe depunerile submerse au fost similar controlate de catre variatiile climatice si in cazul altor lobi, activi sau fosili, ai Deltei Dunarii.

VIII. CONCLUZII

IX. BIBLIOGRAFIE

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: II. ISTORICUL CERCETĂRII BRAȚULUI CHILIA 12 III. METODE ȘI TEHNICI DE CERCETARE 16 IV. BRATUL CHILIA IN DOCUMENTE CARTOGRAFICE 23 1. Perioada… [305329] (ID: 305329)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

II. ISTORICUL CERCETĂRII BRAȚULUI CHILIA 12 III. METODE ȘI TEHNICI DE CERCETARE 16 IV. BRATUL CHILIA IN DOCUMENTE CARTOGRAFICE 23 1. Perioada… [305329]

Copyright Notice

Activitățile motrice resurse prioritare pentru îmbunătățirea calității vieții și [629201]

ȘCOALA DOCTORALĂ DE ȘTIINȚE BIOMEDICALE Domeniul de doctorat: MEDICINĂ Andrei Cristian BONDAR TEZĂ DE DOCTORAT Conducător științific: Prof. univ.dr…. [631302]

DREPTUL LA UN PROCES CIVIL ECHITABIL ÎN LUMINA CONVEN ȚIEI EUROPENE A DREPTURILOR OMULUI ȘI A JURISPRUDEN ȚEI ÎN MATERIE Conduc ător știin țific… [608374]

CERCETARI PRIVIND SISTEMELE FLEXIBILE PENTRU PISTELE AEROPORTUARE [309074]

1 UNIVERSITATEA „OVIDIUS” – CONSTANȚA FACULTATEA DE TEOLOGIE ȘCOALA DOCTORALĂ Cultura post-modernă europeană și românească și provocările sale pentru… [602279]

Școala doctorală: Teologie Ortodoxă [626184]

Copyright Notice

Similar Posts