Calabozos es una caldera del Holoceno en la Región del Maule (VII Región) en el centro de Chile . Forma parte del segmento volcánico de los Andes chilenos y se considera miembro de la Zona Volcánica Austral (ZVA), uno de los tres cinturones volcánicos distintos de América del Sur. Esta sección más activa de los Andes se extiende a lo largo del borde occidental del centro de Chile e incluye más de 70 de los estratovolcanes y campos volcánicos de Chile. Calabozos se encuentra en un área extremadamente remota de montañas con poca glaciación.
Calabozos y la mayoría de los volcanes andinos se formaron a partir de la subducción de la placa oceánica de Nazca bajo la litosfera continental sudamericana . La caldera se encuentra en una región de transición entre la litosfera gruesa y delgada , y probablemente se abastece de un depósito de magma andesítico y riolítico . Se asienta sobre un lecho histórico de roca sedimentaria volcánica y plutónica (roca formada dentro de la Tierra) que a su vez se asienta sobre una capa de roca sedimentaria y metamórfica fusionada .
Calabozos es responsable de la enorme toba de Loma Seca , un cuerpo de material de entre 200 y 500 kilómetros cúbicos (48 mi3) de volumen. Se acumuló durante al menos tres períodos eruptivos, que comenzaron hace 800.000 años (0,8 millones de años ) y duraron hasta hace 150.000 años (0,15 millones de años).
Las dimensiones de la caldera son 26 kilómetros (16 millas) por 14 kilómetros (8,7 millas), y tiene una elevación de 3.508 metros (11.509 pies). [2] La actividad de la caldera ha producido muchos otros estratovolcanes para formar un volcán complejo . [2]
Calabozos se encuentra en la Región del Maule , en el centro de Chile , cerca de Curicó y Talca , en los Andes occidentales. [3] Se trata de una zona de montañas con poca glaciación que no está poblada permanentemente. No hay caminos y solo se puede acceder a ella a caballo o a pie. [4]
Calabozos es parte de la Zona Volcánica Sur , que recorre el borde occidental del centro de Chile y se extiende hacia el sur, saltando la frontera para continuar su curso en Argentina. Esta cordillera incluye al menos nueve complejos de calderas , más de 70 de los estratovolcanes y campos volcánicos de Chile que han estado activos en el Cuaternario y cientos de centros eruptivos menores. La Zona Volcánica Sur es la región volcánicamente más activa de Chile y produce alrededor de una erupción por año. Su erupción histórica más grande fue en el cráter Quizapu, ubicado a 15 kilómetros (9 mi) a 20 kilómetros (12 mi) del lado norte de la cumbre de Cerro Azul, [5] y sus volcanes más activos son Llaima y Villarrica . [6]
Calabozos es una caldera en forma de anillo de 26 kilómetros (16 mi) por 14 kilómetros (9 mi) de ancho, [3] con una elevación de 3.508 metros (11.509 pies). [2] Los volcanes se han formado por erupciones en el cráter. El más grande, que está en el borde sur de la caldera, es el complejo Holoceno Cerro del Medio con una elevación de 3.508 metros (11.509 pies). [1] Está hecho principalmente de andesita y dacita, y tiene un volumen de 20 kilómetros cúbicos (5 mi3) a 25 kilómetros cúbicos (6 mi3). En el borde suroeste varias erupciones han creado el volcán Descabezado Chico (elevación: 3.250 metros (10.663 pies)) [1] que consta de cuatro cráteres volcánicos superpuestos . [2] La última erupción ocurrió durante el Holoceno y produjo un flujo de lava dacítica (de 2,5 kilómetros cúbicos (1 mi3) de volumen) que se extiende por 30 kilómetros (19 mi). [2] El Cerro Colorado, con una elevación de 2.928 metros (9.606 pies), forma otro cono en el complejo. [1]
Hacia el centro de la caldera, se encuentran fuentes termales que incluyen el Cajón Los Calabozos y los Baños de Llolli [1] . [2] Las fuentes tienen una antigüedad de 0,3 millones de años y pueden haberse formado directamente después de la segunda erupción de Calabozos como resultado de la elevación causada por la actividad recurrente en la caldera. [7] [2] Los respiraderos se encuentran en dos grupos, Colorado y Puesto Calabozos, y están ubicados a lo largo del margen de una falla en el borde suroeste de la caldera. [7] Hildreth et al . (1983) evaluaron que Calabozos podría ser potencialmente útil para la recolección de energía geotérmica , [8] y se han perforado pozos exploratorios. [9]
La subducción del borde oriental de la placa de Nazca bajo el borde occidental de la placa Sudamericana ocurre a unos 160 kilómetros (99 mi) al oeste de Perú y Chile, a una velocidad de 9 a 11 centímetros (4 pulgadas) por año a 30 grados de latitud sur. [3] Este proceso de subducción ha dado lugar a la formación de la fosa de Perú-Chile , una fosa oceánica en el océano Pacífico . [3] También produjo el Cinturón Volcánico Andino y el resto de los Andes. [10]
Calabozos es uno de los 45 volcanes de la época del Holoceno ubicados en el centro de Chile y Argentina. [11] Está incluido dentro de la Zona Volcánica Sur, la sección más activa de los Andes chilenos. [6] La fecha de su última erupción conocida no se conoce con precisión, aunque tuvo lugar durante el Holoceno. [2]
Mediante la datación K-Ar , el geólogo Robert Edward Drake estableció la edad de 66 eventos en Chile central y los dividió en grupos según el momento de su origen. En un artículo publicado en 1976, describió la ubicación de cada grupo y el movimiento de dirección oeste-este del vulcanismo en la cordillera.
Al oeste de los Andes chilenos hay un grupo temprano de erupciones, que datan del Oligoceno y el Mioceno temprano (33,3–20,2 millones de años atrás). La escala de los eventos eruptivos que produjeron estas características aún no está clara. Más al este, en el rango real, hay un gran número de erupciones. Entre 15,3 y 6,4 millones de años atrás, tuvo lugar un vulcanismo generalizado, seguido de un plegamiento extenso ; este proceso luego se repitió desde 18,4 hasta 13,7 millones de años atrás durante el Mioceno. A principios de 6,4 millones de años atrás, los Andes chilenos estuvieron tranquilos, aunque se desconoce si este período de calma se extendió a todos los Andes. Los volcanes de Chile central volvieron a estar activos alrededor de 2,5 millones de años atrás, y han estado en erupción casi continuamente desde entonces. [12]
Calabozos se encuentra en un área entre corteza continental gruesa y delgada, y sus erupciones probablemente se alimentan de un charco de magma andesítico y riolítico que se encuentra justo debajo de su caldera. [13] La caldera está sustentada por una capa de roca sedimentaria volcaniclástica de la era Mesozoica fusionada con rocas intrusivas y volcánicas de la era Terciaria , sobre una capa de roca sedimentaria y metamórfica Precámbrica - Triásica formada a partir de plutones posteriores (intrusiones de magma). [14] Bajo su borde noreste, Calabozos está cortado por un segmento de roca sedimentaria con dirección norte-sur que incluye yesíferos y carbonatos . [4]
Calabozos tiene una edad similar a la de Cerro Azul y Descabezado Grande , y sus erupciones pueden corresponder a la actividad pasada de ambos volcanes. Los productos de erupción de composición muy similar (que incluyen andesita máfica , aglutinados y dacita) conforman los volcanes. También existe una similitud en el tamaño (todos tienen entre 40 y 70 kilómetros cúbicos de volumen). [5]
El volcán parece ser parte de un grupo de volcanes cuaternarios riolíticos y silícicos con orientación norte-sur (incluidos el Campo Volcánico Puelche, la Laguna del Maule y el Volcán Domuyo) que se desvía de la dirección norte-noreste del resto de los Andes. La formación direccional de este cinturón corresponde al movimiento de plegamiento y cabalgamiento de la cercana falla de Malargüe, que se formó en el Terciario y permaneció activa hasta principios del Plioceno o finales del Mioceno. Esto puede sugerir que la actividad de Calabozos depende más de procesos locales que de la subducción de la placa de Nazca. [15]
En comparación con las rocas bien conservadas de la parte central y seca de los Andes, el registro que define el sector sur está mal conservado. Los restos de erupciones del Mioceno y Cuaternario dentro de la parte central están claramente preservados en el registro de rocas. Las capas de flujo de cenizas constituyen hasta el 40 por ciento del material erupcionado total del área, lo que sugiere que las erupciones piroclásticas fueron bastante importantes durante este período. Al examinar la tasa de erupción de volcanes individuales, Hildreth et al. concluyeron que también se produjeron cantidades similares de vulcanismo por flujo de cenizas en el sector sur. Su estudio estableció que, en particular, faltaban cenizas silícicas en el registro y concluyó que la erosión probablemente había interrumpido la deposición de roca volcaniclástica. [3]
Si bien la historia volcánica de la zona se remonta a mucho antes, los primeros eventos plenamente reconocibles en la región se registran en la Formación piroclástica Campanario. Esta secuencia parece comenzar en la Laguna de la Invernada y tiene una antigüedad de entre 15 y 6 millones de años. En la Laguna de la Invernada se pueden encontrar restos de intrusiones de magma de hasta 7 millones de años de antigüedad. [16]
La fase volcánica más reciente comenzó hace unos 4 millones de años y produjo erupciones principalmente andesíticas. Una serie de erupciones formaron una amplia meseta de lava y se extendieron por el área donde ahora se encuentra Calabozos. A nivel local, esta meseta estaba compuesta de andesita máfica con olivino , que con el tiempo se unieron para formar capas de 300 a 500 metros de espesor. Los volcanes cercanos se asientan sobre lavas de dos millones de años que se formaron durante este período, mientras que la toba Loma Seca se encuentra sobre depósitos andesíticos de Descabezado Grande. [16]
Calabozos se encuentra entre dos tipos diferentes de vulcanismo: al norte, la andesita y la riolita son los principales componentes de la lava , mientras que sus vecinos del sur están compuestos de andesita y basalto más máficos . Son principalmente andesita basáltica y riodacita las que componen Calabozos, formando una suite calcoalquílica rica en potasio . Sus lavas están salpicadas de fenocristales , que varían del 2 al 25 por ciento de su masa. [17] Estos fenocristales suelen estar hechos de plagioclasa , pero también contienen clinopiroxeno , ortopiroxeno , ilmenita , apatita y titanomagnetita . [14]
La precipitación media anual en la zona es de 134 centímetros (53 pulgadas), con una variación de 50 centímetros (20 pulgadas) en su nivel más bajo a 225 centímetros (89 pulgadas) en su nivel más alto. La precipitación entre mayo y agosto (principalmente nieve) es normalmente de 20 a 35 centímetros, cayendo a menos de un centímetro durante el verano. La temperatura también es variable, registrando típicamente 25 grados Celsius durante el verano, pero cayendo por debajo del punto de congelación en elevaciones altas (por encima de los 2.500 metros (8.200 pies)). [4]
La vegetación es escasa en la zona. La erupción del cráter Quizapu de Cerro Azul en 1932 redujo gran parte del terreno a un desierto de piedra pómez. Por encima de los 1.200 metros (3.900 pies), la vegetación se vuelve aún más escasa. [4]
Durante el Pleistoceno tardío , Calabozos hizo erupción de toba compuesta principalmente de riodacita y dacita. En el último millón de años se han producido tres erupciones distintas. Las capas de cenizas restantes que quedaron de todas las erupciones juntas tienen un volumen de entre 200 y 500 kilómetros cúbicos y se conocen como toba de Loma Seca. [2]
La primera erupción, que tuvo lugar hace 0,8 millones de años, se distinguió de las posteriores en que su producto carece de lentículas aplanadas (capas de mineral o roca con forma de lente incrustadas en la roca). La toba está salpicada predominantemente de fenocristales de plagioclasa , que constituyen entre menos del 5 y aproximadamente el 15 por ciento de la masa de cada partícula. Después de la erupción, el material se asentó en cañones, donde sufrió una glaciación. Esto talló acantilados que caen hasta 100 metros (328 pies). La toba se limita a solo unos pocos kilómetros alrededor del complejo. [18]
La segunda erupción, que tuvo lugar hace 0,3 millones de años, fue la más extensa. Probablemente tuvo un volumen de entre 250 y 300 kilómetros cúbicos (60 millas cúbicas) y se extendió más allá de los confines de la caldera, por las colinas adyacentes . Más allá de la caldera, los productos eruptivos son pobres en fenocristales (a diferencia de los de la primera erupción). En cambio, son ricos en material lítico, que constituye hasta el 10 por ciento de la roca en algunas partes (50 por ciento en la base de la caldera). A medida que se depositaba la primera parte de la ceniza, se acumuló en capas que se formaron rápidamente y resistieron la erosión, pero solo se fusionaron parcialmente. Sin embargo, a excepción de estas capas basales y zonas delgadas donde la ceniza se desvitrificó (pierde las propiedades de un vidrio y se vuelve quebradiza), toda la capa está fusionada. Dentro de Calabozos, la ceniza resistió la soldadura y contiene más fenocristales. En cambio, la erosión la devoró, en forma de lixiviación ácida, y descompuso gran parte de su contenido de piedra pómez . Aun así, la capa de roca aquí contiene entre un cinco y un treinta por ciento de fenocristales y presenta altos niveles de desvitrificación y contenido lítico. [18]
Las diferencias entre estos dos depósitos pueden explicarse por algunos factores, entre ellos el momento de la erupción y su ubicación. El material dentro de la caldera debe ser más joven y haber surgido de un charco de magma que tenía cristales más grandes. Su extensa erosión puede explicarse por la presencia de respiraderos hidrotermales, y sus altos niveles de líticos probablemente se originan por estar expuestos a las rocas después de que entraron en erupción, y estar adyacentes a ellas mientras sufrían subsidencia , o son el resultado de una formación larga y lenta. Cualquiera de estas razones también explicaría efectivamente la mala mezcla de las lavas. [18]
La actividad continuó durante aproximadamente 150.000 años en forma de tranquilas erupciones andesíticas, a medida que se producía la glaciación. Hace unos 0,15 millones de años (150.000 años), se produjo una tercera y última erupción de cenizas. Con un volumen de entre 175 y 250 kilómetros cúbicos (42 millas cúbicas), fue más pequeña que la segunda erupción, pero actuó de forma similar y tenía una toba soldada mucho más densa. La ceniza era más espesa a 300 metros (984 pies), en Loma Seca, y la parte superior del depósito ha sufrido erosión. Está densamente soldada en grietas, pero no en capas delgadas de 50 metros (164 pies), donde gran parte del material está apenas soldado o no está soldado en absoluto. [18]
Las primeras capas del último depósito eran cinturones alternados de material de color claro y oscuro, y estaban densamente soldadas. Parecen haber sido erupcionadas en pulsos, y continúan por cientos de metros. La deposición fue continua excepto por una interrupción, que se puede ver cerca de la caldera, donde las capas son reemplazadas por láminas delgadas de lava no soldadas. Otra zona de material no soldado, de unos 20 metros (66 pies) y cerca del Cajón Los Calabozos, no sufrió erosión, lo que sugiere que la actividad se detuvo y luego comenzó de nuevo. [18]
La tercera capa de toba, con un alto contenido de fiamme , se diferencia de la segunda en que tiene un contenido de fenocristales aún mayor, pero una lítica pobre. En el fiamme, los fenocristales constituyen entre el 5 y el 15 por ciento de la roca, aumentando al 25 o 30 por ciento cerca de la caldera. En los emplazamientos más recientes, el clinopiroxeno es evidente junto con un aumento en el contenido máfico. [19]
Calabozos se encuentra en la Zona Volcánica Sur, que contiene volcanes potencialmente mortales y activos como el Monte Hudson , Llaima y Villarrica. [20] Villarrica y Llaima juntos tienen más de 80 episodios reportados de vulcanismo desde 1558, y al menos 40 volcanes de la Zona Volcánica Sur han tenido erupciones de la era del Holoceno. [6] Después del terremoto del Maule de 2010 , se produjo un movimiento vertical a lo largo de los márgenes de la caldera. [21]
Su lejanía significa que Calabozos representa una pequeña amenaza para los humanos, pero si es necesario se podrían organizar esfuerzos de socorro. El Programa de Asistencia para Desastres Volcánicos (VDAP) se formó en respuesta a la famosa erupción del Nevado del Ruiz en Colombia y salvó vidas después de la erupción de 1991 del Monte Hudson en Chile organizando evacuaciones. El objetivo declarado del equipo es "reducir las muertes causadas por erupciones y las pérdidas económicas en los países en desarrollo". Integrado por varias oficinas del USGS como el Observatorio de Volcanes de las Cascadas (CVO), responsable de monitorear el Monte St. Helens , el equipo tiene equipos para monitorear cualquier volcán, lo que permite la predicción oportuna de erupciones volcánicas y la evacuación de hogares cercanos. [22]