El complejo Purico es un complejo volcánico del Pleistoceno en Chile cerca de Bolivia, formado por una ignimbrita , varios domos de lava y estratovolcanes y un maar . Está en el segmento chileno de la Zona Volcánica Central , uno de los cuatro cinturones volcánicos que conforman el Cinturón Volcánico Andino . La Zona Volcánica Central se extiende por Perú, Bolivia, Chile y Argentina e incluye 44 volcanes activos, así como el complejo volcánico Altiplano-Puna , un sistema de grandes calderas e ignimbritas del que Purico es miembro. Licancabur al norte, La Pacana al sureste y Guayaques al este son sistemas volcánicos separados.
El complejo Purico consiste en una estructura volcánica en forma de escudo que consiste en la ignimbrita de Purico y una serie de volcanes secundarios que están emplazados en este escudo volcánico. Durante las edades de hielo , el escudo estuvo cubierto en parte por glaciares que han dejado morrenas . Purico es la fuente de la ignimbrita de Purico, que tiene un volumen de aproximadamente 80-100 kilómetros cúbicos (19-24 millas cúbicas). Después del emplazamiento de la ignimbrita de Purico, se desarrollaron varios domos de lava y estratovolcanes en el escudo de ignimbrita. El maar de Alitar todavía tiene actividad fumarólica. En tiempos históricos, se extraía azufre en Purico. Hoy, el Observatorio del Llano de Chajnantor se encuentra en el escudo de ignimbrita.
El complejo Purico se encuentra en Chile, cerca de la frontera entre Bolivia y Chile, [3] al este de la ciudad de San Pedro de Atacama [2] y al noreste de Toconao . [4] El complejo volcánico se puede ver desde San Pedro de Atacama. [5] Una carretera corre a lo largo del margen norte y este del complejo Purico, [4] y un gasoducto también cruza el complejo. [6] La existencia del complejo Purico se estableció sobre la base de imágenes Landsat . [7]
El volcán Licancabur se construyó sobre ignimbritas de Purico [8] justo al norte del complejo. [3] Guayaques se encuentra al este de Purico, [9] la caldera La Pacana se encuentra al sureste del complejo y la ignimbrita Filo Delgado de La Pacana ha enterrado parte de la ignimbrita de Purico. [10] Los volcanes conocidos Lascár y El Tatio se encuentran a mayores distancias de Purico. [11]
Purico es parte de la Zona Volcánica Central (ZVC), un cinturón de volcanes que corre a lo largo del margen occidental de América del Sur entre los 14° y 28° de latitud sur. [12] Este cinturón de 1.500 kilómetros (930 mi) de largo [13] es uno de los cuatro cinturones volcánicos separados que conforman el Cinturón Volcánico Andino . Están separados entre sí por brechas donde no ocurre vulcanismo reciente. El segmento de la ZVC incluye 44 sistemas activos, 18 centros volcánicos menores y más de 6 grandes sistemas de ignimbrita o caldera. Uno de estos volcanes, Ojos del Salado , es el volcán más alto del mundo. La erupción histórica más grande en la ZVC ocurrió en 1600 en Huaynaputina en Perú [14] mientras que Lascár es su miembro más activo, con una erupción importante en 1993. [13]
Purico es un escudo circular con un diámetro de 15-25 kilómetros (9,3-15,5 mi), cuyas laderas descienden desde un centro a una altura de 5.000 metros (16.000 pies). [4] Este escudo forma una meseta, que se conoce como la Meseta de Chajnantor [a] , [16] y que contiene otras áreas planas como el Llano de Chajnantor, Pampa El Vallecito y Pampa La Bola. [17] No hay evidencia de que exista una caldera allí, a diferencia de muchos otros volcanes de este tipo. [9] Al oeste, cerca del margen del Salar de Atacama , el escudo desciende hasta una bajada [b] . [16] Un sistema de fracturas y fallas normales conspicuas con dirección norte-sur corta el margen occidental del complejo Purico. [18]
Encima de este escudo, un complejo de domos de lava y lavas alcanza elevaciones de más de 5.800 metros (19.000 pies) sobre el nivel del mar; [2] el respiradero de la ignimbrita puede estar enterrado debajo de este complejo. [19] Este complejo forma un semicírculo de aproximadamente 10 por 20 kilómetros (6,2 mi × 12,4 mi) de ancho abierto al suroeste alrededor del centro del escudo, [9] que puede reflejar la existencia de una falla anular en la que se emplazaron los centros individuales. [1]
En el sentido de las agujas del reloj, comenzando desde el oeste, este semicírculo incluye el Cerro Negro de 5.016 metros (16.457 pies) de altura ( 23°1′0″S 67°51′0″O / 23.01667, -23.01667; -67.85000 ), el Cerro Purico, "domo de dacita D" y el El Cerillo de 5.639 metros (18.501 pies) de altura, que también se conoce como Cerro Chajnantor ( 22°59′0″S 67°44′0″O / 22.98333, -22.98333; -67.73333 ), 5.703 metros (23.01667, -23.01667; -67.85000 ). metros (18.711 pies) de altura, el Cerro El Chascón ( 23°1′0″S 67°41′0″O / 23.01667, -67.68333 ), el Cerro Áspero ( 23°5′0″S 67°42′0″O / 23.08333, -67.70000) y el Cerro Putas ( 23°6′0″S 67°41′0″O / 23.01667, -67.68333 ), el Cerro Áspero ( 23°5′0″S 67°42′0″O / 23.08333, -67.70000 ) y el Cerro Putas ( 23°6′0″S 67°41′0″O / 23.01667, -67.68333 ). 67°43′0″O / 23.10000, -67.71667 ) al sur. Todos estos domos (con excepción del domo de dacita D, que tiene forma de panqueque) tienen formas cónicas, y Aspero, El Cerillo y El Chascón parecen ser de edad postglacial. [20] [4]
El domo de Chascón está construido por flujos de lava y tiene un cráter en la cumbre bien conservado , [1] mientras que Cerro Purico es un estratovolcán y también conocido como Cerro Toco ( 22°57′0″S 67°47′0″O / 22.95000, -67.78333 ). [20] Otras estructuras más tenues en el complejo principal son el Cerro Agua Amarga de 5.058 metros (16.594 pies) de altura ( 23°1′0″S 67°43′0″O / 23.01667, -23.01667; -67.71667 ) justo al suroeste de El Chascón y el Cordón Honor con el Cerro Purico Sur en la "apertura" del semicírculo. [9] [20] Los lahares y los flujos de escombros de los volcanes han cubierto partes del escudo de ignimbrita con gravas. [21] Un manantial alimentado por agua de deshielo en el Cerro Toco se conoce como Aguada Pajaritos, y un pequeño lago Laguna de Agua Amarga se encuentra al sur de Chascón. [22] En la actualidad, el complejo Purico forma la divisoria de aguas entre el Salar de Atacama y el Salar de Pujsa . [23] El estratovolcán Macon de 5130 metros (16 830 pies) de altura ( 23°2′0″S 67°49′0″O / 23.03333, -23.03333; -67.81667 ), el maar Alitar ( 23°9′0″S 67°38′0″O / 23.15000, -23.15000; -67.63333 ) y el volcán Alitar de 5346 metros (17 539 pies) de altura ( 23°09′S 67°38′O / 23.150°S 67.633°O / -23.150; -67.633 ) se encuentran al sur del complejo principal. [1] [20] [24] El maar de Alitar se encuentra a 500 metros (1.600 pies) de ancho y 50 metros (160 pies) de profundidad. [25]
Al oeste de América del Sur, la placa de Nazca se subduce debajo de la placa de América del Sur [12] a un ritmo de 9 a 7 centímetros por año (3,5 a 2,8 pulgadas por año). Este proceso de subducción, junto con el de la placa Antártica debajo de la placa de América del Sur más al sur, es responsable del vulcanismo en el Cinturón Volcánico Andino . [14]
La actividad volcánica en la región de la Zona Volcánica Central ha estado en curso durante 200 millones de años, pero con variaciones temporales y locales; hace 25 millones de años, por ejemplo, estaba centrada más al este y luego se desplazó al oeste. [26] Hace unos 23 millones de años, la actividad ignimbrítica a gran escala comenzó en la región con el emplazamiento de la Formación Oxaya , seguida por la Formación Altos de Pica hace 17-15 millones de años. Sin embargo, la actividad efusiva de composición andesítica dominó el vulcanismo hasta finales del Mioceno . [27]
Purico parece ser parte de un grupo de grandes centros volcánicos formadores de calderas que expulsaron ignimbritas dacíticas , un grupo que se conoce como el complejo volcánico Altiplano-Puna . Este grupo incluye los centros Cerro Guacha , Cerro Panizos , Coranzulí , La Pacana , Pastos Grandes y Vilama que se agrupan alrededor del punto triple entre Argentina , Bolivia y Chile . [28] El clima árido de esta región significa que la mayoría de los sistemas volcánicos están bien conservados con poca erosión. [27]
Este complejo está sustentado por un cuerpo de magma a profundidades de 15 a 35 kilómetros (9,3 a 21,7 mi), donde los magmas de arco interactúan con la corteza para formar los magmas secundarios que luego erupcionaron los volcanes del complejo volcánico Altiplano-Puna. [29] Este cuerpo de magma ha sido fotografiado con tomografía sísmica como un cuerpo con forma de umbral y ha sido denominado "cuerpo de magma Altiplano-Puna". [30]
La actividad ignimbrítica en tales sistemas es episódica, siendo interrumpida por períodos con volcanismo de "estado estable" de menor volumen. [26] La erupción de la ignimbrita de Purico es la erupción de ignimbrita de gran magnitud más reciente en el complejo volcánico Altiplano-Puna; [31] el complejo volcánico Altiplano-Puna se encuentra actualmente en dicha etapa de "estado estable", [3] pero la presencia de un sistema geotérmico activo indica que la actividad magmática aún continúa. [31]
Los afloramientos en la región varían en edad desde el Paleozoico hasta el Holoceno . [32] El complejo Purico se formó sobre ignimbritas más antiguas como la ignimbrita Puripicar en el norte, la Atana [19] y las ignimbritas La Pacana más al sur. [33] La vecina caldera La Pacana hace entre 4,5 y 4,1 millones de años hizo erupción algunas de estas ignimbritas, incluida la ignimbrita Atana. [4] Ocasionalmente, Purico se considera parte del sistema La Pacana. [34] [35]
El complejo Purico ha hecho erupción con varios magmas diferentes, que van desde la ignimbrita dacítica de Purico [36] sobre las pumitas riolíticas contenidas en la ignimbrita [37] hasta las volcánicas post-ignimbritas andesíticas -dacíticas. [36] La dacita es el componente dominante y forma una suite rica en cristales y potasio . [3] En las rocas del complejo Purico se encuentran cantidades variables de fenocristales ; los minerales que los forman incluyen augita , biotita , clinopiroxeno , hornblenda , hiperstena , óxidos de hierro , oligoclasa , ortopiroxeno , plagioclasa , cuarzo y óxidos de titanio . [36]
Además, se encuentran xenolitos máficos en la ignimbrita de Purico; dichos xenolitos son un hallazgo común en rocas de arco volcánico . [38] Son aún más comunes en las rocas de Chascón, donde podrían reflejar la presencia de magma máfico en el sistema de alimentación antes de la formación de Chascón. [39]
Algunas propiedades físicas de los magmas de Purico se han inferido a partir de la química y la petrología de las rocas erupcionadas. Las dacitas tenían temperaturas de alrededor de 750–810 °C (1,380–1,490 °F) mientras que las andesitas y riolitas alcanzaron temperaturas más altas, hasta 800–880 °C (1,470–1,620 °F). Los contenidos de agua oscilaban entre 3,2 y 4,8% en peso, mientras que las concentraciones de dióxido de carbono eran bajas en todo momento. [40]
El clima en Purico es frío, con temperaturas medias anuales de −3 – −4 °C (27–25 °F); [11] durante el verano ronda los 0 °C (32 °F) y durante el invierno puede descender a −6 °C (21 °F). [41] Debido a la gran altitud, el aire es enrarecido [42] y la radiación ultravioleta es alta. [43] El Llano del Chajnantor presenta la insolación más alta del mundo , [44] que bajo condiciones meteorológicas particulares puede acercarse a la de Venus . [45] Hay poca precipitación en el área (alrededor de 200 milímetros por año (7,9 pulgadas/año) en las partes superiores del escudo, disminuyendo a menos de 10 milímetros por año (0,39 pulgadas/año) cerca del Salar de Atacama [46] ), lo que ocurre principalmente durante los meses de verano [6] como consecuencia del monzón sudamericano . [46] La nieve también cae durante el invierno [47] pero la nieve de invierno se evapora principalmente mientras que la nieve de verano se derrite. [48] Este clima seco se debe a los efectos combinados de la dorsal subtropical , la corriente de Humboldt en el océano Pacífico y la sombra de lluvia ejercida por los Andes , pero en el pasado fue interrumpido por períodos húmedos. [49]
El clima seco y la gran altitud hacen que la vegetación sea escasa en la región, [6] con cactus como Echinopsis atacamensis y pastos en elevaciones más bajas. [50] La poca vegetación presente muestra una zonificación altitudinal con una "Prepuna" baja con arbustos y suculentas , una "Puna" media con pastos y arbustos y una "estepa altoandina" con pastos en matas . [51] Un informe de 1993 afirmó que cactus de color marrón rojizo y pasto marrón crecían alrededor del pie de Purico. [5] Por el contrario, los suelos del complejo de Purico contienen una población diversa de microbios [52] que tienen que tolerar condiciones ambientales extremas. [50] Entre estas se encuentran las bacterias Amycolatopsis vastitatis , [53] Lentzea chajnantorensis , [54] Micromonospora acroterricola , Micromonospora arida , Micromonospora inaquosa , [55] Modestobacter altitudinis , [56] Modestobacter excelsi , [57] Nocardiopsis deserti [58] y Streptomyces aridus que se aislaron por primera vez en el complejo Purico. [59] Algunas de estas producen compuestos farmacológicamente interesantes. [60]
La mayor disponibilidad de humedad durante las edades de hielo provocó el desarrollo de glaciares en Purico; [61] en ocasiones, una capa de hielo con glaciares de salida [62] cubría un área de 200 kilómetros cuadrados (77 millas cuadradas) [63] -250 kilómetros cuadrados (97 millas cuadradas) a 5.000 metros (16.000 pies) de elevación en Purico. [64] Aparentemente ocurrieron tres etapas diferentes de glaciación, la tercera entre 30.000 y 25.000 años atrás, la segunda entre 50.000 y 60.000 años atrás y la primera hace más de 100.000 años. [61] Las morrenas asociadas con el lago Tauca parecen ser pequeñas o inexistentes. [65] Estas glaciaciones han dejado morrenas en Purico que se extienden por muchos kilómetros a altitudes de 4.400 a 4.600 metros (14.400 a 15.100 pies), a veces descendiendo hasta 4.200 metros (13.800 pies). Las morrenas alcanzan alturas de 10 metros (33 pies) en el lado oriental de Purico y de 2 a 5 metros (6 pies 7 pulgadas - 16 pies 5 pulgadas) en su lado occidental. Estas morrenas están cubiertas de cantos rodados y acompañadas de superficies estriadas y erráticas . [66] Los penitentes todavía ocurren en Purico hasta el día de hoy. [67]
El complejo Purico es la fuente de la principal ignimbrita de Purico , [7] que se emplazó en el momento de la inversión geomagnética de Jaramillo . [68] Originalmente se la llamó ignimbrita de Cajón y se la atribuyó a un área al noroeste de Purico conocida como Chaxas. Además, la ignimbrita de Toconao se atribuyó originalmente al complejo Purico, [7] pero ahora se considera que la caldera de La Pacana es su fuente. [69]
La ignimbrita de Purico cubre una superficie de 1.500 kilómetros cuadrados (580 millas cuadradas) en todo el complejo, y su volumen se ha estimado en 80-100 kilómetros cúbicos (19-24 millas cúbicas) con 0,4 kilómetros cúbicos adicionales (0,096 millas cúbicas) aportados por depósitos de caída de tefra. [37] La ignimbrita tiene 250 metros (820 pies) de espesor y se vuelve más delgada hacia el oeste, [32] con sectores más distales que alcanzan espesores de 25 metros (82 pies). [70] La datación de potasio-argón ha arrojado edades entre 1.380.000 ± 70.000 y 870.000 ± 520.000 años atrás para la ignimbrita de Purico. [4] El "domo dacítico D" de 2 kilómetros cúbicos (0,48 millas cúbicas) de tamaño [70] tiene una edad de 980.000 ± 50.000 y, por lo tanto, puede haberse formado al mismo tiempo que las ignimbritas. [4] El emplazamiento de la ignimbrita de Purico fue parte de un pulso de actividad en el complejo volcánico Altiplano-Puna hace 1 millón de años. [71]
La ignimbrita de Purico contiene tres unidades de flujo, las dos Ignimbritas de Purico Inferiores y la Ignimbrita de Purico Superior. [37] Sus espesores difieren; la ignimbrita Superior tiene un espesor de 10 a 12 metros (33 a 39 pies) mientras que las dos inferiores juntas alcanzan un espesor promedio de 30 metros (98 pies), [72] con un máximo de 80 metros (260 pies). [73] La Ignimbrita de Purico Inferior más baja es un flujo único. La Ignimbrita de Purico Inferior superior es más heterogénea, comenzando con una oleada de base , una capa de piedra pómez y luego otra unidad de flujo, [37] que es volumétricamente la parte más grande. La Ignimbrita de Purico Inferior cubre una superficie de 800 kilómetros cuadrados (310 millas cuadradas) principalmente en el lado occidental del complejo de Purico. [73] Finalmente, la Ignimbrita Superior de Purico es un flujo moderadamente a densamente soldado que ocurre particularmente cerca de la cumbre del complejo de Purico, [37] donde forma seis unidades de flujo que contienen texturas de fiamme . [74] Característica de la ignimbrita de Purico es la llamada piedra pómez "bandeada" , que consiste en componentes máficos más oscuros y más brillantes alternados, en el 33% superior de la ignimbrita. [75] La extrusión de la ignimbrita de Purico estuvo acompañada por la erupción de grandes cantidades de tefra , algunas de las cuales cayeron hasta la Cordillera de la Costa al oeste de Purico. [76]
Después de su emplazamiento, las ignimbritas fueron modificadas por la erosión fluvial, que formó canales curvilíneos en las ignimbritas. [77] A diferencia de otras ignimbritas de la región, hay poca evidencia de erosión eólica de la ignimbrita de Purico. La erosión eólica lleva mucho más tiempo que la erosión fluvial y es posible que la ignimbrita de Purico sea demasiado joven para haber sido modificada por la acción del viento. [78] Algunas superficies de la ignimbrita han sido afectadas por la glaciación , lo que les da una superficie lisa. [79]
Esta estructura de la ignimbrita se ha explicado mediante procesos de cámara magmática . Antes de la erupción de la ignimbrita de Purico, ya existía una cámara magmática dacítica debajo del volcán. Probablemente después de una inyección de magma andesítico, el contenido dacítico de la cámara magmática se escapó hacia arriba y formó la Ignimbrita Inferior de Purico. Esta inyección de magma máfico aumentó rápidamente la temperatura y el contenido de gas de la dacita, lo que provocó que la erupción se convirtiera en una violenta erupción pliniana con el desarrollo de una columna eruptiva . Esta fase luego se alimentó de magma dacítico más denso, lo que provocó el colapso de la columna y la formación de la Ignimbrita Superior de Purico y el "domo de dacita D". [80]
La actividad volcánica posterior a la erupción de la ignimbrita se ha subdividido en el grupo andesítico Purico, más antiguo, y el grupo Chascón, más joven. El primero incluye a Cerro Negro, Cerro Purico, Putas y Cerro Toco, que asumen la estructura de volcanes poligenéticos , mientras que el último se considera que incluye a Aspero, El Cerillo/Chajnantor y El Chascón, que son estructuras de flujo de lava con domos de lava . [ 81 ] El grupo de domos Chascón es también el único que contiene xenolitos máficos. [82]
Los volcanes de Cerro Purico y Macon se formaron poco tiempo después, y posiblemente antes, que las ignimbritas. Son, por tanto, centros volcánicos antiguos y profundamente erosionados, que presentan depósitos de morrena de glaciación y rocas que han estado sujetas a alteración hidrotermal por actividad fumarólica . [83] Dichos procesos de alteración hidrotermal, [42] junto con la desublimación del azufre fumarólico, son también el origen de los depósitos de azufre en Purico. [84]
Aspero, Cerro El Chascón, Cerros El Negro y Putas son más jóvenes y no muestran evidencia de glaciación. El Chascón en particular puede tener sólo decenas de miles de años, ya que muestra tanto un cráter en la cima como estructuras de flujo de lava prístinas. [83] Aspero alguna vez fue considerado de edad Holocena [73] a la luz de él y las morrenas suprayacentes de Chascón; [35] más tarde, se obtuvieron fechas de hace 180.000 ± 20.000 años en Aspero y Chascón. [3] Aparte de estos, no hay fechas radiométricas para estructuras volcánicas post-ignimbritas en Purico. [16] El volcán Alitar se considera de edad Plio-Pleistoceno . [33] El episodio eruptivo que formó estos centros es, por lo tanto, más reciente que la ignimbrita de Purico y puede haber sido desencadenado por magma máfico que se inyectó en el sistema de Purico. También es mucho más pequeño, con volúmenes que oscilan entre 0,36 y 4 kilómetros cúbicos (0,086 y 0,960 millas cúbicas). [37]
Este cambio en el patrón de actividad eruptiva de grandes ignimbritas a domos más pequeños refleja un cambio en la naturaleza del suministro de magma, desde un flujo de gran volumen que interactuó fuertemente con la corteza y dio origen a las ignimbritas a flujos de menor volumen en una corteza más fría y, por lo tanto, más frágil y que no se acumularon ni interactuaron con ella de manera significativa. [85] Por lo tanto, los productos de erupción posteriores parecen ser más primitivos y menos afectados por la contaminación de la corteza. [86]
Se considera que el estratovolcán Macon es del Holoceno , y el maar de Alitar muestra fumarolas activas [1] y fuentes termales . [87] No se conocen erupciones históricas de Alitar [33] y no hay indicios de actividad sísmica en el área de Purico. [88] La actividad renovada en Alitar probablemente se daría en forma de erupciones freáticas de importancia local únicamente. [84]
Las fumarolas de Alitar se concentran en las partes norte y este de Alitar, mientras que las fuentes termales se encuentran en el área del arroyo Quepiaco a unos 250 metros (820 pies) al suroeste de Alitar [25] y consisten en seis pequeños respiraderos separados. [33] Las temperaturas de los respiraderos de Alitar varían entre 54 y 57 °C (129 y 135 °F). Los gases fumarólicos son principalmente vapor de agua , con cantidades menores de dióxido de carbono , [89] y se produce deposición de azufre. [84] Parecen originarse tanto del agua magmática como de la precipitación, con una gran contribución del aire atmosférico [90] y un papel importante para un sistema hidrotermal . [91]
Purico ha sido explotado como material de construcción, y muchos edificios en San Pedro de Atacama fueron construidos a partir de rocas extraídas allí. [5] A partir de 1984 [actualizar], Alitar estaba bajo investigación como una fuente potencial de energía geotérmica . [92] Dos depósitos de azufre se encuentran en Purico, [93] el primero al sureste de Cerro Toco [94] y el segundo en Alitar. Se estimó que el depósito de Purico en 1968 contenía 4 millones de toneladas de caliche con una ley del 50%, mientras que el depósito de Alitar en ese año ascendió a 1,5 millones de toneladas de caliche con una ley del 60%. [93] En la década de 1950 [84] y tan recientemente como 1993, se extraía azufre en Purico y se transportaba en camión a San Pedro de Atacama, donde se procesaba. [42] En 1993, la producción de azufre ascendió a 200 toneladas por mes (2.400 t/a). [95]
El complejo Purico es el sitio de varios observatorios astronómicos , [11] incluyendo pero no limitado a, el Observatorio Llano de Chajnantor [96] y el Atacama Large Millimeter Array , [79] y un observatorio atmosférico que está entre los más altos del mundo. [41] En 1998, se estableció la Reserva Científica Cerro Chascón en Purico, que entre otras cosas prohíbe la minería en el área de la reserva. [97] Esta Reserva Científica cubre la mayor parte del complejo Purico. [96]
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