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Arco volcánico de América Central

Mapa del arco volcánico centroamericano, con leyendas que muestran la ubicación de varios volcanes – en la frontera entre México y Guatemala: Tacaná ; en Guatemala: Tajumulco , Santa María , Chicabal , Tolimán , Atitlán , Volcán de Fuego , Volcán de Agua , Pacaya , Chingo ; en El Salvador: Cordillera de Apaneca , Chinchontepec o San Vicente , Chaparrastique o San Miguel , Chinameca y Conchagua ; en Nicaragua: Cosiguina , Telica , Cerro Negro , Momotombo , Apoyeque-Chiltepe , Mombacho y Concepción ; en Costa Rica: Orosí , Rincón de la Vieja , Miravalles , Arenal , Barva , Turrialba e Irazú ; en Panamá: Barú y La Yeguada .

El Arco Volcánico Centroamericano (a menudo abreviado como CAVA) es una cadena de volcanes que se extiende paralela a la costa del Pacífico del Istmo Centroamericano , desde México hasta Panamá . Este arco volcánico, que tiene una longitud de 1.100 kilómetros (680 mi) [1] [2] está formado por una zona de subducción activa, con la placa de Cocos subduciendo debajo de la placa del Caribe , [3] la placa de América del Norte y la placa de Panamá . [4] La actividad volcánica se registra en la región centroamericana desde el Pérmico . [4] Numerosos volcanes se encuentran repartidos por varios países centroamericanos ; muchos han estado activos en el pasado geológico , variando en intensidad de su actividad según diferentes factores.

Entorno tectónico

El CAVA se forma por la subducción de las placas de Cocos y Nazca debajo de las placas de América del Norte, Caribe y Panamá. [4] Su estructura es heterogénea, por una combinación de fragmentos de corteza oceánica y continental. [4] Gazel et al. (2021) definen cuatro dominios del CAVA: las astillas de la placa de América del Norte (corteza continental), la Zona de Sutura de Guatemala (GSZ) (corteza continental), los bloques continentales de la placa del Caribe y los complejos acrecionados de afinidad del Pacífico (corteza oceánica). [4]

La placa tectónica de Cocos se encuentra a lo largo del borde occidental de América Central . Esta última se encuentra a lo largo del borde occidental de la placa tectónica del Caribe y se puede dividir en dos regímenes distintos. [3] Estos regímenes están demarcados aproximadamente por la frontera entre Costa Rica y Nicaragua y se pueden diferenciar por las diferentes historias tectónicas de cada área respectiva. La porción sur es parte de un arco magmático , mientras que la norte está asociada con varios márgenes activos . [3] También existen diferentes tipos de fallas dentro de cada régimen [3] y sirven además para diferenciar las historias geológicas y tectónicas de las regiones norte y sur entre sí.

Historia geológica

El registro magmático de Centroamérica comienza con granitos y gneises de afinidad de arco del Pérmico- Triásico (∼283-215) formados en el margen occidental de Pangea . [4] Un segundo episodio comprende un Jurásico -Berriasiano de vulcanismo de rift continental , asociado con la apertura del protocaribe y el Golfo de México. [4] El tercer pulso incluye vulcanismo calcoalcalino y rocas intrusivas que van desde el Aptiano-Ypresiano (∼124-50 Ma) presentes en las franjas continentales de la placa del Caribe, el MCOT y las unidades de Santa Elena y Nicoya. [4] Entre el segundo y tercer episodio, hay rocas volcánicas de arco insular del Jurásico- Cretácico de origen paleopacífico que se acretaron en la GSZ y el MCOT. [4] Un cuarto pulso se localiza únicamente en la Unidad Talamanca de la placa de Panamá, de edad Maastrichtiense-Bartoniano (∼71-39 Ma), de composición principalmente toleítica . [4] Los pulsos magmaicos quinto y sexto (Oligoceno-Plioceno y Cuaternario) definen el CAVA, ambos paralelos a la Fosa Mesoamericana . [4]

Un caso interesante de evolución de la actividad volcánica se registra en Nicaragua, que comenzó hace unos 130 Ma. [5] Nicaragua hoy en día tiene corteza continental en su parte norte (el Bloque Patuca), [5] que hace transición a corteza oceánica (Mesquito Composite Oceanic Terrane, MCOT) [5] hasta el noroeste de Costa Rica (Bloque Santa Elena, Bloque Nicoya). [4] En el Bloque Patuca afloran rocas volcánicas más antiguas, que datan del Jurásico Medio (∼170 Ma). [5] El antiguo arco nicaragüense comprende un arco antiguo Cretácico - Eoceno (∼130-50 Ma), un arco Oligoceno - Mioceno (∼30-5 Ma) y el frente volcánico Reciente. [5] El arco antiguo tiene una composición calcoalcalina más ácida, mientras que el arco Oligoceno-Mioceno es de transición hacia una composición toleítica basáltica, y el frente volcánico es mayoritariamente toleítica basáltica. [5] Las causas de estos cambios no se entienden bien, pero una explicación podría ser que la placa era más rica en volátiles durante el arco antiguo, o que las masas fundidas podrían mantener su composición volátil. [5]

Esta interacción de las placas tectónicas del Caribe y de Cocos puede explicar aún más el vulcanismo y la historia geológica de la región desde el Mioceno. Si bien la literatura anterior ha mostrado un amplio rango de edades para la subducción de la placa de Cocos, [6] [7] [8] [9] [10] ahora se cree que esta subducción comenzó entre hace dos y tres millones de años (entre 2 y 3 Ma), [11] [12] aunque el área ha sido geológicamente activa desde al menos 12 Ma, como lo evidencian los movimientos de las placas y los límites de las placas, así como la subducción de escarpes [11] en el área. También se entiende que se produjo una brecha en el vulcanismo en América Central entre 12 y 5 Ma [11] [12] .

Además, no se cree que la subducción de la placa tectónica de Cocos sea la causa de algunos de los cambios en el vulcanismo asociados con el Arco Volcánico Centroamericano; mientras que la subducción de la Cordillera de Cocos es un evento continuo que ha influido en el vulcanismo en América Central, se cree que la subducción de la Cordillera de Coiba (una microplaca de la región) es el evento desencadenante [11] que instigó los cambios en la actividad volcánica en el pasado geológico. En resumen, la interacción de numerosas placas tectónicas (a saber, las placas de Cocos, del Caribe, de América del Norte y de Coiba [3] [11] [12] ) durante los últimos millones de años ha ayudado a facilitar la existencia continua del Arco Volcánico Centroamericano, influyendo en la historia tectónica y geológica general del área.

Panorama regional contemporáneo

El Arco Volcánico Centroamericano está formado por cientos de formaciones volcánicas, entre las que se incluyen estratovolcanes , volcanes compuestos , calderas y domos de lava . Desde un punto de vista sedimentario, las caídas de cenizas , los flujos de cenizas y los depósitos de tefra son frecuentes en toda la región. [1] [13] La datación por isótopos de carbono y argón se ha utilizado para datar estos depósitos en el Cuaternario , [1] y se sospecha que varios de estos volcanes han estado activos esporádicamente durante gran parte de los últimos 200.000 años. [1]

Algunos volcanes de la zona incluso han producido grandes erupciones explosivas en el pasado reciente, incluida la erupción del volcán Santa María en Guatemala el 25 de octubre de 1902. [13] Esta erupción pliniana arrojó más de veinte kilómetros cúbicos de ceniza a casi treinta kilómetros hacia el cielo. [13] Gran parte de esta ceniza era de grano fino , con un tamaño promedio de menos de 2 milímetros. [13]

De manera similar, el Cerro Negro , un volcán de 250 metros de altura en el noroeste de Nicaragua , entró en erupción en 1971, 1992 y 1995. [14] Las dos últimas erupciones, que ocurrieron en la década de 1990, tenían composiciones magmáticas similares entre sí, ambas ampliamente basálticas. Sin embargo, como el contenido de agua y dióxido de carbono de cada erupción fue diferente (la erupción anterior tenía niveles más altos de dióxido de carbono y vapor de agua , y la erupción posterior desgasificó muchos de sus volátiles [14]) , se produjeron estilos de erupción marcadamente diferentes, siendo la erupción de 1992 del Cerro Negro mucho más explosiva que su contraparte de 1995.

Otros volcanes en América Central incluyen los volcanes salvadoreños Santa Ana , Izalco y San Salvador , el volcán Masaya en Nicaragua y los volcanes Miravalles , Irazú y Poás en Costa Rica. [15] Muchos permanecen activos esporádicamente hasta el día de hoy, y probablemente continuarán activos en el futuro, a medida que los procesos geológicos y tectónicos continúan dando forma a la región.

Notas

  1. ^ abcd Rose, W., Conway, F., Pullinger, C., Deino, A. y McIntosh, W., 1999. Un marco de edad mejorado para las erupciones silícicas del Cuaternario tardío en el norte de América Central. Boletín de Vulcanología , 61(1-2), pp.106-120.
  2. ^ Whattam, S. y Stern, R., 2015. Evolución magmática del arco y construcción de la corteza continental en el sistema del Arco Volcánico Centroamericano. International Geology Review , 58(6), pp.653-686.
  3. ^ abcde Álvarez-Gómez, J., Meijer, P., Martínez-Díaz, J. y Capote, R., 2008. Restricciones del modelado de elementos finitos en la tectónica activa del norte de Centroamérica y la Fosa de Mesoamérica. Tectónica , 27(1)
  4. ^ abcdefghijkl Gazel, Esteban; Flores, Kennet E.; Carr, Michael J. (30 de mayo de 2021). "Control arquitectónico y tectónico en la segmentación del arco volcánico centroamericano". Revista Anual de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 49 (1): 495–521. doi :10.1146/annurev-earth-082420-055108. ISSN  0084-6597.
  5. ^ abcdefg Flores, Kennet E.; Gacel, Esteban (03-04-2020). "Un registro de 100 my de evolución del arco volcánico en Nicaragua". Arco de la Isla . 29 (1). doi :10.1111/iar.12346. ISSN  1038-4871.
  6. ^ Abratis, M., 1998. Variaciones geoquímicas en rocas magmáticas del sur de Costa Rica como consecuencia de la subducción y elevación de la Cordillera de Talamanca en la Dorsal de Cocos. Tesis doctoral, Universitat zu Gottingen, pág. 134.
  7. ^ deBoer, JZ, Drummond, MS, Bordelon, MJ, Defant, MJ, Bellon, H., Maury, RC, 1995. Fases magmáticas cenozoicas del arco insular de Costa Rica (Cordillera de Talamanca). En: Mann, P. (Ed.), Desarrollo geológico y tectónico del límite de la placa del Caribe en el sur de América Central. Spec. Pap.-Geol. Soc. Am. 295, págs. 35– 55.
  8. ^ Grafe, K., 1998. Exhumación y evolución térmica de la Cordillera de Talamanca (Costa Rica): restricciones derivadas del análisis de las trazas de fisión, cronología 40 Ar – 39 Ar y 87 Rb – 87 Sr. Tesis doctoral, Universidad de Tübingen, pág. 113.
  9. ^ Collins, LS, Coates, AG, Jackson, JBC, Obando, JA, 1995. Tiempo y tasas de emergencia de las cuencas de Limón y Bocas del Toro: ¿Efectos de la subducción de la dorsal de Cocos en el Caribe? En: Mann, P. (Ed.), Desarrollo geológico y tectónico del límite de placas del Caribe en el sur de América Central. Spec. Pap.-Geol. Soc. Am. 295, págs. 263– 289.
  10. ^ Lonsdale, P., Klitgord, KD, 1978. Estructura e historia tectónica de la cuenca oriental de Panamá. Geol. Soc. Amer. Bull. 89, 981–999.
  11. ^ abcde MacMillan, I., Gans, P. y Alvarado, G., 2004. Historia tectónica de placas del arco volcánico del sur de América Central desde el Mioceno medio hasta la actualidad. Tectonophysics , 392(1-4), pp.325-348.
  12. ^ abc Morell, K., Kirby, E., Fisher, D. y van Soest, M., 2012. Respuesta geomorfológica y exhumacional del Arco Volcánico Centroamericano a la subducción de la Cordillera de Cocos. Journal of Geophysical Research: Solid Earth , 117(B4)
  13. ^ abcd Williams, S. y Self, S., 1983. La erupción pliniana del volcán Santa María, Guatemala, en octubre de 1902. Revista de Vulcanología e Investigación Geotérmica , 16(1-2), págs.33-56.
  14. ^ ab Roggensack, K., Hervig, R., McKnight, S. y Williams, S., 1997. Vulcanismo basáltico explosivo del volcán Cerro Negro: influencia de los volátiles en el estilo eruptivo. Science , 277(5332), pp.1639-1642.
  15. ^ Melián, G. et al., 2005. Proceso de subducción y tasas de desgasificación difusa de CO 2 a lo largo del arco volcánico de América Central, Geophysical Research Abstracts , Vol. 7, 09598, 2005

Referencias

10°26′31″N 84°41′17″W / 10.44194°N 84.68806°W / 10.44194; -84.68806