Análisis geomorfológico de la red fluvial para detectar patrones que evidencien el levantamiento del terreo en la zona volcánica de la Laguna del Maule

2 marzo, 2020 -

• Proy-Investigacion

Tipo de Proyecto: Investigación Interno de la Facultad
Código: UCT-FDI-042020
Investigador Responsable: Alvar Pastor Olmos
Unidad Académica: Departamento de Obras Civiles y Geología
Tiempo de Ejecución: 2020 – 2021

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JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO

La Laguna de Maule es una caldera volcánica de grandes dimensiones (la mayor en la cordillera de los Andes), que se caracteriza por tener decenas de conos volcánicos, y evidencias de erupciones de tipo riolítico (catastróficas) en el periodo Holoceno (Andersen et al., 2017). Recientes estudios con técnicas geodésicas señalaron tasas de levantamiento del terreno de hasta 40mm/año (Feigl et al., 2013), las cuales son anómalamente altas incluso para contextos volcánicos. Ese levantamiento ha llamado la atención de numerosos científicos, y se relaciona con una inyección de magma en profundidad, que se presume que podría derivar en grandes erupciones (Le Mével et al., 2016; Singer et al., 2018). Es por eso que la zona está sujeta a un control sistemático para monitorear su evolución.

Los procesos geológicos relacionados con eventos volcánicos (igual que los terremotos) pueden presentar cierta ciclicidad. Sin embargo, el registro de eventos ocurridos en tiempos pasados no es fácil de identificar debido a la propia geodinámica, cuyos procesos van borrando las evidencias del pasado. La morfología de los ríos, y más concretamente sus perfiles longitudinales, pueden resultar afectados por el levantamiento del terreno (ej. Bishop et al., 2005; Boulton et al., 2014). Los perfiles longitudinales de los ríos en equilibrio son cóncavos, siguiendo una relación en que la pendiente del cauce disminuye proporcionalmente al incremento del área de drenaje (ej. Stock and Montgomery, 1999). Ciertos procesos, tales como movimientos tectónicos, cambios eustáticos (nivel de base), o levantamientos pueden afectar al equilibrio teórico de los ríos, creando convexidades locales en su perfil longitudinal, llamados knickpoints.

En este proyecto se propone un análisis sistemático de los perfiles de los ríos adyacentes a la laguna del Maule, para reconocer geoformas que nos ayuden a definir el levantamiento topográfico que ha experimentado la caldera volcánica de la Laguna del Maule en un periodo de tiempo geológico, más allá de las mediciones actuales. Por eso se analizará la ocurrencia de knickpoints en los ríos que drenan el área. Con un análisis exhaustivo de estas geoformas se pretende discriminar que knickpoints pueden asociarse al levantamiento superficial señalado anteriormente, o si, por el contrario, pueden estar asociados a tectónica (ej. Falla de Troncoso; ver Cardona et al., 2018), a la dificultad del río para erosionar una litología más competente, o debidos a una señal común de todos los ríos a escala regional.  De los perfiles longitudinales de los ríos y el análisis de sus knickpoints se espera que pueda deducirse el levantamiento total experimentado, cuantificar el levantamiento superficial ocurrido previo a las observaciones satelitales, el tiempo en que este ha ocurrido (considerando las tasas de levantamiento actuales), si es un proceso puntual o cíclico, delimitar la zona que ha experimentado mayor levantamiento, etc.

Esta zona de estudio presenta un gran interés para la comunidad científica internacional, y eso puede resultar ventajoso para iniciar una investigación, ya que se cuenta con numerosa información previa.  Es por eso que algunos de los datos que se obtengan del análisis geomorfológico pueden relacionarse, por ejemplo, con la ocurrencia de erupciones pasadas que ya han sido datadas (Andersen et al., 2017). Adicionalmente se plantea la posibilidad de datar alguna superficie de depósito fluvial, mediante el isótopo cosmogénico Be⁹, por tal de obtener valores de las tasas de incisión fluvial. Esta datación solo se realizará si en terreno se observan las condiciones idóneas para el muestreo, y si se consigue la colaboración con algún laboratorio capaz de realizar esos análisis.

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OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS

Objetivo General:

Comprender la geomorfología fluvial de los cauces que drenan en la zona volcánica de la Laguna del Maule, e inferir la relación entre la forma de los perfiles longitudinales y los procesos de levantamiento superficial y eventos volcánicos que se han documentado para esa zona en estudios antecedentes.

Objetivos específicos:

• Obtención de los perfiles longitudinales de los ríos mediante modelos de elevaciones digitales y softwares especializados.
• Análisis de los knickpoints y clasificación en función de su origen (tectónico, levantamiento, cambio litológico, etc.), comparando con mapas geológicos.
• Recopilación de datos en terreno para complementar las observaciones de los modelos digitales de elevación.
• Recolección de muestras para análisis y datación de superficies mediante isótopos (se evaluará esta posibilidad en función de las observaciones de terreno y el vínculo con laboratorio)
• Consolidar relaciones para colaboraciones científicas con científicos del Observatorio Vulcanológico de los Andes Sur (OBDAS), que han publicado varios trabajos sobre la zona.
• Establecer una zona de estudio y objetivos de estudio para estudiante realizando el proyecto de grado.