El complejo Purico es un complejo volcánico del Pleistoceno en Chile cercano a Bolivia, formado por una ignimbrita , varios domos de lava y estratovolcanes y un maar . Se encuentra 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 consta de una estructura volcánica en forma de escudo formada por la ignimbrita Purico y una serie de volcanes secundarios que se emplazan sobre este escudo volcánico. Durante las glaciaciones , el escudo estuvo en parte cubierto por glaciares que han dejado morrenas . Purico es la fuente de la ignimbrita Purico, que tiene un volumen de aproximadamente 80 a 100 kilómetros cúbicos (19 a 24 millas cúbicas). Después del emplazamiento de la ignimbrita Purico, se desarrollaron una serie de domos de lava y estratovolcanes en el escudo de ignimbrita. El maar de Alitar todavía es fumarólicamente activo. En tiempos históricos, en Purico se extraía azufre . Hoy, el Observatorio Llano de Chajnantor se encuentra sobre 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 observar desde San Pedro de Atacama. [5] Una carretera recorre el 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 fue construido sobre ignimbritas de Purico [8] justo al norte del complejo. [3] Guayaques se encuentra al este de Purico, [9] la caldera La Pacana está ubicada al sureste del complejo, y la ignimbrita Filo Delgado de La Pacana ha enterrado parte de la ignimbrita Purico. [10] Los volcanes conocidos Lascár y El Tatio se encuentran a distancias mayores de Purico. [11]
Purico es parte de la Zona Volcánica Central (CVZ), 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 millas) de largo [13] es uno de los cuatro cinturones volcánicos separados que conforman el Cinturón Volcánico Andino . Están separados entre sí por lagunas donde no se produce vulcanismo reciente. El segmento CVZ incluye 44 sistemas activos, 18 centros volcánicos menores y más de 6 grandes sistemas de ignimbrita o calderas. Uno de estos volcanes, Ojos del Salado , es el volcán más alto del mundo. La mayor erupción histórica en la ZVC ocurrió en 1600 en Huaynaputina en Perú [14] mientras que Lascár es su miembro más activo, con una gran erupción en 1993. [13]
Purico es un escudo circular con un diámetro de 15 a 25 kilómetros (9,3 a 15,5 millas), 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 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 tendencia norte-sur atraviesa 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 aproximadamente un semicírculo de 10 por 20 kilómetros (6,2 mi × 12,4 mi) de ancho abierto hacia el suroeste alrededor del centro del escudo, [9] lo que puede reflejar la existencia de una falla anular en la que se encontraban los centros individuales. emplazado. [1]
En el sentido de las agujas del reloj, comenzando desde el oeste, este semicírculo incluye Cerro Negro de 5.016 metros (16.457 pies) de altura ( 23°1′0″S 67°51′0″W / 23.01667°S 67.85000°W / -23.01667; -67.85000 ), Cerro Purico, "domo de dacita D" y 5.639 metros (18.501 pies) de altura El Cerillo que también se conoce como Cerro Chajnantor ( 22°59′0″S 67°44′0″W / 22.98333°S 67.73333°W / -22.98333; -67.73333 ), Cerro El Chascón de 5.703 metros (18.711 pies) de altura ( 23 ° 1′0 ″ S 67 ° 41′0 ″ W / 23.01667 ° S 67.68333 ° W / -23.01667; -67.68333 ) , el Cerro Aspero de 5.262 metros (17.264 pies) de altura ( 23°5′0″S 67°42′0″W / 23.08333°S 67.70000°W / -23.08333; -67.70000 y los 5.462 metros (17.920 pies) de alto Cerro Putas ( 23°6′0″S 67°43′0″W / 23.10000°S 67.71667°W / -23.10000; -67.71667 ) al sur Todos estos domos (a excepción del panqueque-. como "domo de dacita D") tienen formas cónicas, y Aspero, El Cerillo y El Chascón parecen tener una edad posglacial [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″W / 22.95000 °S 67.78333°W / -22.95000; -67.78333 ). [20] Otras estructuras más discretas 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″W / 23.01667°S 67.71667°W / -23.01667 ; -67.71667 ) justo al suroeste de El Chascón y el Cordón Honor con 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 con agua de deshielo en Cerro Toco se conoce como Aguada Pajaritos, y un pequeño lago , la Laguna de Agua Amarga, se encuentra al sur de Chascón. [22] Actualmente, el complejo Purico forma la división de drenaje entre el Salar de Atacama y el Salar de Pujsa . [23] El estratovolcán Macon de 5.130 metros (16.830 pies) de altura ( 23°2′0″S 67°49′0″W / 23.03333°S 67.81667°W / -23.03333; -67.81667 ), Alitar maar ( 23 °9′0″S 67°38′0″W / 23.15000°S 67.63333°W / -23.15000; -67.63333 ) y volcán Alitar de 5.346 metros (17.539 pies) de altura ( 23°09′S 67°38′ W / 23.150°S 67.633°W / -23.150; -67.633 ) se encuentran al sur del complejo principal. [1] [20] [24] Alitar maar se encuentra a 500 metros (1600 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/año). Este proceso de subducción, junto con el de la Placa Antártica debajo de la Placa Sudamericana más al sur, es responsable del vulcanismo en el Cinturón Volcánico Andino . [14]
La actividad volcánica en la región de la Zona Volcánica Central se mantiene desde hace 200 millones de años, pero con variaciones temporales y locales; Hace 25 millones de años, por ejemplo, su centro estaba más al este y luego se desplazó hacia el 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 hicieron erupción de ignimbritas dacíticas , grupo que se conoce como 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 triple punto 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 millas), donde los arcos de magma interactúan con la corteza para formar los magmas secundarios que luego hicieron erupción los volcanes del complejo volcánico Altiplano-Puna. [29] Este cuerpo de magma ha sido fotografiado mediante tomografía sísmica como un cuerpo en forma de umbral y ha sido denominado "cuerpo de magma del Altiplano-Puna". [30]
La actividad ignimbrítica en tales sistemas es episódica y se ve interrumpida por períodos con vulcanismo en "estado estacionario" de menor volumen. [26] La erupción de ignimbrita Purico es la erupción de ignimbrita grande más joven en el complejo volcánico Altiplano-Puna; [31] el complejo volcánico Altiplano-Puna se encuentra actualmente en una etapa de "estado estable", [3] pero la presencia de un sistema geotérmico activo indica que la actividad magmática aún está en curso. [31]
Los afloramientos en la región tienen edades comprendidas entre el Paleozoico y el Holoceno . [32] El complejo Purico se formó sobre ignimbritas más antiguas como la ignimbrita Puripicar en el norte, las ignimbritas Atana [19] y 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 de Atana. [4] Ocasionalmente Purico se considera parte del sistema La Pacana. [34] [35]
El complejo Purico ha hecho erupción de varios magmas diferentes, que van desde la ignimbrita dacítica de Purico [36] sobre las piedras pómez riolíticas contenidas en la ignimbrita [37] hasta los volcánicos andesíticos -dacíticos post-ignimbrita. [36] La dacita es el componente dominante y forma un conjunto rico en potasio rico en cristales. [3] Se producen cantidades variables de fenocristales en las rocas del complejo Purico; los minerales que los componen incluyen augita , biotita , clinopiroxeno , hornblenda , hipersteno , óxidos de hierro , oligoclasa , ortopiroxeno , plagioclasa , cuarzo y óxidos de titanio . [36]
Además, se encuentran xenolitos máficos en la ignimbrita Purico; Estos xenolitos son un hallazgo común en rocas de arco volcánico . [38] Son aún más comunes en las rocas de Chascón, donde podrían reflejar la aparición 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 de la química y petrología de las rocas en erupción. Las dacitas tenían temperaturas de aproximadamente 750 a 810 °C (1380 a 1490 °F), mientras que las andesitas y riolitas alcanzaron temperaturas más altas, hasta 800 a 880 °C (1470 a 1620 °F). Los contenidos de agua oscilaron entre 3,2 y 4,8% en peso, mientras que las concentraciones de dióxido de carbono fueron bajas en todo momento. [40]
El clima en Purico es frío, con temperaturas medias anuales de −3 a −4 °C (27 a 25 °F); [11] durante el verano ronda los 0 °C (32 °F) y durante el invierno puede disminuir a -6 °C (21 °F). [41] Debido a la gran altitud, el aire es escaso [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] ), 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 del invierno se evapora principalmente mientras que la nieve del verano se derrite. [48] Este clima seco se debe a los efectos combinados de la cordillera 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 elevación significan que la vegetación es 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 . [51] Un informe de 1993 indicó que alrededor del pie de Purico crecían cactus de color marrón rojizo y pasto marrón. [5] Por el contrario, los suelos del complejo 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 fueron aislados por primera vez en el complejo Purico. [59] Algunos de estos producen compuestos farmacológicamente interesantes. [60]
La mayor disponibilidad de humedad durante las edades de hielo provocó el desarrollo de glaciares en Purico; [61] a veces, 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 altura en Purico. [64] Aparentemente se produjeron tres etapas diferentes de glaciación, la tercera hace entre 30.000 y 25.000 años, la segunda hace entre 50.000 y 60.000 años 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 este 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 fue emplazada en el momento de la inversión geomagnética de Jaramillo . [68] Originalmente se llamó cajón ignimbrita y se 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 su fuente es la caldera La Pacana . [69]
La ignimbrita Purico en sí cubre una superficie de 1.500 kilómetros cuadrados (580 millas cuadradas) en todo el complejo, y se ha estimado que su volumen es de 80 a 100 kilómetros cúbicos (19 a 24 millas cúbicas) con 0,4 kilómetros cúbicos adicionales (0,096 cu mi) aportado por los 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 con potasio-argón ha arrojado edades entre 1.380.000 ± 70.000 y 870.000 ± 520.000 años atrás para la ignimbrita Purico. [4] La "cúpula dacítica 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 Purico fue parte de un pulso de actividad en el complejo volcánico Altiplano-Puna hace 1 millón de años. [71]
La ignimbrita Purico contiene tres unidades de flujo, las dos ignimbritas Purico inferiores y la ignimbrita Purico superior. [37] Sus espesores difieren; la ignimbrita superior tiene entre 10 y 12 metros (33 a 39 pies) de espesor, 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 Purico Inferior más baja es un solo flujo. La Ignimbrita 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 del Bajo Purico cubre una superficie de 800 kilómetros cuadrados (310 millas cuadradas) principalmente en el lado occidental del complejo Purico. [73] Finalmente, la Ignimbrita de Purico Superior es un flujo soldado de moderado a denso que ocurre particularmente cerca de la cima del complejo Purico, [37] donde forma seis unidades de flujo que contienen texturas de fiama . [74] La característica de la ignimbrita Purico es la llamada piedra pómez "en bandas" , 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 Costera al oeste de Purico. [76]
Después del 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 Purico. La erosión eólica tarda mucho más que la fluvial y es posible que la ignimbrita 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 , dándoles una superficie lisa. [79]
Esta estructura de la ignimbrita ha sido explicada por procesos de cámara de magma . Antes de la erupción de ignimbrita de Purico, ya existía una cámara de magma dacítica debajo del volcán. Probablemente después de una inyección de magma andesítico, el contenido dacítico de la cámara de magma escapó hacia arriba y formó la Ignimbrita Purico Inferior más baja. Esta inyección de magma máfico aumentó rápidamente la temperatura y el contenido de gas de la dacita, provocando que la erupción se convirtiera en una violenta erupción pliniana con el desarrollo de una columna eruptiva . Esta fase luego atrajo magma dacítico más denso, provocando que la columna colapsara y se formara la Ignimbrita Purico Superior y la "cúpula D de dacita". [80]
La actividad volcánica después de la erupción de la ignimbrita se ha subdividido en el grupo andesítico más antiguo de Purico y el grupo más joven de Chascón. El primero incluye Cerro Negro, Cerro Purico, Putas y Cerro Toco, que asumen la estructura de volcanes poligenéticos , mientras que el segundo incluye Aspero, El Cerillo/Chajnantor y El Chascón, que son estructuras de domos de lava y flujos de lava . [81] El grupo de cúpulas de Chascón es también el único que contiene xenolitos máficos. [82]
Los volcanes Cerro Purico y Macón se formaron poco tiempo después, y posiblemente incluso antes, de las ignimbritas. Se trata, pues, de centros volcánicos antiguos y profundamente erosionados, que presentan depósitos morrénicos procedentes de glaciaciones y rocas que han estado sometidas a alteración hidrotermal por actividad fumarólica . [83] Estos 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. Especialmente El Chascón puede tener sólo decenas de miles de años, ya que muestra tanto un cráter en la cima como estructuras prístinas de flujo de lava. [83] Aspero alguna vez fue considerado de edad Holoceno [73] a la luz de él y de Chascón superpuesto a las morrenas; [35] posteriormente se obtuvieron fechas de hace 180.000 ± 20.000 años en Aspero y Chascón. [3] Aparte de estas, no existen fechas radiométricas para estructuras volcánicas post-ignimbrita en Purico. [16] Se considera que el volcán Alitar es 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 la inyección de magma máfico 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 gran flujo volumétrico que interactuó fuertemente con la corteza y dio lugar a las ignimbritas hasta flujos volumétricos más pequeños en un ambiente más frío y, por tanto, más pequeño. corteza más quebradiza y no se acumuló ni interactuó con ella de manera significativa. [85] Por lo tanto, los productos de la erupción posterior parecen ser más primitivos y menos afectados por la contaminación de la corteza terrestre. [86]
El estratovolcán Macon se considera de edad Holoceno , y Alitar maar muestra fumarolas activas [1] y aguas 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 produciría en forma de erupciones freáticas de importancia únicamente local. [84]
Las fumarolas de Alitar se concentran en las partes norte y este de Alitar, mientras que las aguas termales se encuentran en el área del arroyo Quepiaco, a unos 250 metros (820 pies) al suroeste de Alitar [25] y constan de seis pequeños respiraderos separados. [33] Las temperaturas de los respiraderos de Alitar oscilan entre 54 y 57 °C (129 y 135 °F). Los gases fumarólicos son principalmente vapor de agua , con menores cantidades de dióxido de carbono , [89] y se produce deposición de azufre. [84] Parecen originarse tanto en agua magmática como de precipitación, con una gran contribución del aire atmosférico [90] y un papel importante para un sistema hidrotermal . [91]
Purico ha sido extraído de canteras para obtener materiales de construcción, y muchos edificios en San Pedro de Atacama se construyeron con rocas extraídas allí. [5] En 1984 [actualizar], Alitar estaba bajo investigación como una fuente potencial de energía geotérmica . [92] En Purico se encuentran dos depósitos de azufre, [93] el primero al sureste de Cerro Toco [94] y el segundo en Alitar. Se estimó que el yacimiento de Purico en 1968 contaba con 4 millones de toneladas de caliche con una ley del 50%, mientras que el yacimiento de Alitar en ese año ascendía 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 mensuales (2.400 t/a). [95]
El complejo Purico es el sitio de varios observatorios astronómicos , [11] incluidos, entre otros, el Observatorio Llano de Chajnantor [96] y el Atacama Large Millimeter Array , [79] y un observatorio atmosférico que se encuentra entre los más altos del mundo. 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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