Influence of Wave Action and Lithology on Sea Cliff Mass Movements in Central Algarve Coast, Portugal

Abstract

The vulnerability of a rocky cliff to direct wave attack is a function of its lithological, structural, and morphological characteristics. The intensity of wave attack at the cliff foot depends on incident wave characteristics, nearshore bathymetry, beach and shore platform topography, coastline orientation, storm surges, and tidal range. The main goal of this paper is to relate the role of wave action as a geomorphic process influencing coastal cliff erosion with the control imposed by lithological and structural characteristics. For that purpose, a numerical wave propagation model (STWAVE) was used to evaluate differences in breaking wave height and energy along the study area (Galé–Olhos de Água, South Portugal) for a set of representative wave conditions and compared with existing mass movement data. As the study area presents wide longshore variation in wave exposition and breaking wave energies, five sectors were defined with contrasting wave action. When the distribution of mass movements along the coast is analyzed without considering the lithological variation, there is no relationship between the number and displaced volumes of mass movements and wave energy for each sector, with the majority of the movements and the greater volumes occurring in the least energetic sector. Therefore, lithology represents the dominant control on mass movement occurrence. However, if lithological variation is controlled by analyzing only the most common lithology in the study area (Miocene carbonate rocks), spatial variations in nearshore wave energy driven by the interaction of wave conditions with coastline orientation are found to influence mass movement occurrence.Os factores que condicionam a evolução de arribas rochosas são variados, incluindo processos continentais, marinhos e factores intrínsecos ao próprio substrato rochoso. Por exemplo, a vulnerabilidade das rochas ao ataque directo das ondas é igualmente função das suas características litológicas e estruturais. Por sua vez, a intensidade do ataque às arribas rochosas pelas ondas depende de características das ondas, da batimetria, da topografia das praias e plataformas de abrasão adjacentes, da orientação da linha de costa, da existência de sobreelevação do nível do mar e da amplitude das marés.O sector costeiro de arribas rochosas do Algarve central (Galé a Olhos de Água), proposto para estudo, expõe principalmente a Formação Carbonatada de Lagos-Portimão, do Miocénico. Constitui excepção o sector entre as praias de S. Rafael e da Baleeira, onde as arribas litorais expõem margas do Cretácico e calcários do Jurássico. O principal objectivo deste trabalho é definir o papel da acção das ondas, como um processo geomórfico, na erosão de arribas costeiras e comparar com o controlo imposto pelas características litológicas e estruturais das rochas. Para tal, foi utilizado um programa de modelação da agitação marítima (STWAVE) para determinar diferenças nas características das ondas na rebentação, ao longo do troço costeiro em estudo. A altura e energia das ondas na rebentação foram obtidas para cada condição testada e foram comparadas com os dados de movimentos de massa existentes. Uma vez que a linha de costa da área de estudo mostra uma forte variação longilitoral em relação à sua exposição às ondas, foram definidos cinco sectores com diferentes orientações. Dada a orientação diferenciada dos troços e a variabilidade longilitoral nas geoformas que os constituem, foi possível analisar a frequência de ocorrência de uma dada geoforma ao longo de troços com igual litologia mas com diferente orientação à ondulação dominante.Os resultados deste trabalho apontam para uma clara diferenciação energética entre troços costeiros, em função da sua orientação e do rumo de agitação (ex. SW versus SE). Quando se faz uma análise dos movimentos de massa sem considerar as variações litológicas, não se observa nenhuma relação entre o número e volume deslocado dos movimentos de massa e a energia da