Original paper
Fractal geometry applied to coastal and submarine features
De Pippo, T.; Donadio, C.; Mazzarella, A.; Paolillo, G.; Pennetta, M.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 48 Issue 2 (2004), p. 185 - 199
47 references
published: Jun 17, 2004
ArtNo. ESP022004802003, Price: 29.00 €
Abstract
Application of fractal geometry on emerged and submerged coastlines of the Sorrento Peninsula (Tyrrhenian Sea) and of Porto Cesàreo (Ionian Sea), which have different geological and geomorphological features, has shed light on the morphological processes closely connected to their evolution. The results of the fractal dimension analysed along the Sorrento Peninsula, with its more or less rectilinear physiography, show a gradual increment of values coming from the submerged areas towards the present-day coastline. It has thus experienced the overlapping of the modelling processes of the sea on tectonic processes, while the present-day coastline shows the effects of erosive wave action. The coastal area of Porto Cesàreo, characterized by a more irregular present-day physiography, shows values of the fractal dimension of the submerged palaeocoast close to unity, suggesting that the morphological evolutionary processes might be the effects of Pleistocene tectonics. In this case, the deepest submerged palaeocoast and the present-day coast show high values of fractal dimension, close to those of the British coast, hence indicating morphological control connected to the postglacial eustatic oscillations to which, in recent and historical times, the prevailing modelling caused by coastal dynamic processes has been added.
Kurzfassung
Die Anwendung der Fraktal-Geometrie im Studium der quartären Strandlinien von Porto Cesàreo (Ionisches Meer) und der Sorrentinischen Halbinsel (Tyrrhenisches Meer), welche durch unterschiedliche geologische und geomorphologische Aspekte gekennzeichnet sind, hat die Erkennung der mit ihrer Entwicklung verbundenen geomorphologischen Prozesse ermöglicht. Die Ergebnisse der Fraktal-Analyse zeigen, dass der Übergang von den pleistozänen, untergetauchten, zu der heutigen Strandlinie in der Sorrentinischen Halbinsel, welche eine mehr oder weniger geradlinige Physiographic besitzt, mit einer graduellen Erhöhung der Fraktal-Dimension übereinstimmt. Dies gibt Grund zu der Annahme, dass die Entwicklung der Paläo-Strandlinien durch die Überschneidung pleistozäner tektonischer Prozesse mit der durch die Meeresdynamik bedingten Formgebung gekennzeichnet ist, während die heutige Strandlinie vor allem die Effekte der Wellenerosion zeigt. Die Küste von Porto Cesàreo, welche eine unregelmäßigere Physiognomie besitzt, zeigt für die Paläo-Strandlinien der Einheit nahe liegende Werte der Fraktal-Dimension. Dies könnte bedeuten, dass die morphologischen Prozesse durch die pleistozänen tektonischen Effekte beeinflusst worden sind. Die höheren Werte der Fraktal-Dimension, welche die heutige und die dem Meeresspiegel am nächsten gelegenen untergetauchte Strandlinie kennzeichnen, könnten als Anzeichen einer morphologischen Kontrolle durch post-Glazial eustatische Meeresspiegelschwankungen gedeutet werden, überlagert mit der vor allem in jüngsten und historischen Zeiten vorrangigen durch die Küstendynamik bedingten Formgebung.
Résumé
La géométrie fractale, appliquée aux lignes de côte émergées et submergées de la Peninsule de Sorrente (Mer Tyrrhénienne) et de Port Cesàreo (Mer Ionienne), dont les caractéristiques géologiques et géomorphologiques sont différentes, a permis de comprendre les processus géomorphologiques à la base de leur évolution. Les résultats de la dimension fractale analysée le long de la Peninsule de Sorrente, qui a une physiographie plus ou moins rectiligne, montrent une augmentation graduelle depuis les rivages pléistocènes jusqu'à ceux d'aujourd'hui. On peut donc supposer une superposition de processus d'érosion et téctoniques, tandis que la ligne de côte actuelle est influencée surtout par l'érosion des vagues. La dimension fractale de la côte de Port Cesàreo, dont la physiographie est plus irrégulière, montre des valeurs qui avoisinent l'unité pour les paléorivages submergés ce qui pourrait indiquer le contrôle de la tectonique pléistocène. Les lignes de côte moins profondes ainsi que la côte actuelle montrent les valeurs les plus hautes de la dimension fractale, ce qui indique un contrôle morphologique lié aux fluctuations éustatiques postglaciaires, auxquelles se seraient récemment superposés les processus de dynamique côtière.
Keywords
fractal geometry • coastlines • palaeocoast • eustatic • Sorrento Peninsula • Tyrrhenian Sea • Ionian Sea