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TECLA

PROJECT TITLE: Tectonic-climatic interactions in arid orogen-basin systems (TECLA)
FUNDING: Spanish Agency (Plan Nacional I+D)
DURATION: 2012-2015

Vergés et al., 2011, Geol. mag.:


Arid climate within some orogens such as the Zagros Mountains, is a phenomenon that modifies the balance between the tectonic processes that generate topography and the erosion/transport processes that remove it. Sediment trapping in intramountain basins can modify the evolution of tectonic deformation. Inversely, it is well known that arid climate results from the topographic blockage of incoming humid wind into the orogen (orographic precipitation).In this project we aim at investigating the mechanisms involved in this feedback between climate and tectonics by means of numerical modelling techniques constrained with multidisciplinary observations, mostly collected from our own work and existing publications. We will perform a combined numerical modeling of the processes controlling the evolution of intramountain basins and the mechanisms by which these basins become exorheic and are drained and eroded out of the orogen. We will address geological escenarios where numerous recent data on tectonics and sedimentation have been collected and where an effort in the large-scale tectonosedimentary evolution has already been done. Suitable systems are the Zagros-Persian Basin system; the Carpathian-Pannonian Basin system, and the Cenozoic intramountain basins of Iberia.
The main outcomes expected are a new method for estimating erodibility from overtopping basins and a better understanding of the processes controlling the evolution of topography during orogenesis and their relative importance.

[Full proposal PDF here]

Personnel involved:
Dr. Daniel García-Castellanos (PI) danielgc@ictja.csic.es 
Prof. Jaume Vergés  jverges@ictja.csic.es
Dr. Charlotte Fillon (post-doc) cfillon@ictja.csic.es
Dr. Eduard Saura (post-doc Central High Atlas, Morocco)  esaura@ictja.csic.es
Prof. Manel Fernàndez  mfernandez@ictja.csic.es
Dr. Emilio Casciello (JAE post-doc W Mediterranean)  ecasciello@ictja.csic.es
Dr. Ivone Jiménez-Munt  ivone@ictja.csic.es 

Preliminary results & publications:

Jiménez-Munt, I., Fernàndez, M., Saura, E., Vergés, J., Garcia-Castellanos, D., 2012. 3-D lithospheric structure and regional/residual Bouguer anomalies in the Arabia-Eurasia collision (Iran). Geophys. J. Intnl. 190, 1311-1324, doi:10.1111/j.1365-246X.2012.05580.x [pdf]

Saura, E., Embry, J.-C., Vergés, J., Hunt, D.W., Casciello, E., Homke, S., 2012. Growth fold controls on carbonate distribution in mixed foreland basins: Insights from the Amiran foreland basin (NW Zagros, Iran) and stratigraphic numerical modelling,  Basin Research

Saura, E., Garcia-Castellanos, D., Casciello, E., Parravano, V., Urruela, A., Vergés, J., 2015. Modeling the flexural evolution of the Amiran and Mesopotamian foreland basins of NW Zagros (Iran-Iraq). Tectonics. doi:10.1002/2014TC003660

Garcia-Castellanos, D., Larrasoaña, J.C., 2015. Quantifying the post-tectonic topographic evolution of closed basins: The Ebro basin (northeast Iberia). Geology, doi:10.1130/G36673.1 [pdf] [pdf]

Garcia-Castellanos, D., Jiménez-Munt, I., 2015. Topographic evolution and climate aridification during continental collision: insights from computer simulations. PLOS ONE, doi:10.1371/journal.pone.0132252 [pdf] [pdf]

An animation of the 2D model (Saura et al., 2015): 

results from tAo software


El proyecto TECLA ha permitido avances en la comprensión de la formación del relieve terrestre. Hemos delimitado la edad de la colmatación sedimentaria de la Cuenca del Ebro y el inicio de su erosión hace entre 12 y 7.5 millones de años. Esta edad abre a su vez nuevos interrogantes porque sugiere que la velocidad promedio a la que la cuenca se ha erosionado se ha multiplicado por un factor de 2 a 10 durante el Plioceno y el Cuaternario (ver artículo en Geology, 2015).

Además, hemos fundido por primera vez dos técnicas de simulación de procesos tectónicos (colisión de placas tectónicas) y procesos climáticos y erosivos (transporte fluvial de sedimento) a escala continental (ver artículo en PlosONE, 2015). Esto nos ha permitido identificar y descartar interacciones entre ambos procesos durante el desarrollo de la formación del relieve continental en escalas de tiempo geológicas.

Los resultados han permitido también una mejor comprensión cuantitativa del papel de la erosión durante los cambios de drenaje, por ejemplo, durante la captura o desbordamiento de grandes lagos. Estos resultados pueden ayudar a entender mejor cómo se producen las grandes inundaciones por desbordamiento.

Se puede encontrar más material divulgativo relacionado con el proyecto en: https://sites.google.com/site/daniggcc/outreach-divulgacion