El Cerro Guacha es una caldera del Mioceno en la provincia de Sur Lípez, en el suroeste de Bolivia . Forma parte del sistema volcánico de los Andes y se considera parte de la Zona Volcánica Central (ZVC), uno de los tres arcos volcánicos de los Andes, y su complejo volcánico Altiplano-Puna (CPV) asociado. En este último se encuentran varias calderas volcánicas.
El Cerro Guacha y los demás volcanes de esa región se forman a partir de la subducción de la Placa de Nazca debajo de la Placa Sudamericana . Por encima de la zona de subducción, la corteza se modifica químicamente y genera grandes volúmenes de material fundido que forman los sistemas de calderas locales del APVC. Guacha está construido sobre un basamento de sedimentos.
Dos ignimbritas importantes, la ignimbrita Guacha de hace 5,6-5,8 millones de años con un volumen de 1.300 kilómetros cúbicos (310 millas cúbicas) y la ignimbrita Tara de hace 3,5-3,6 millones de años con un volumen de 800 kilómetros cúbicos (190 millas cúbicas) erupcionaron en Cerro Guacha. Una actividad más reciente ocurrió hace 1,7 millones de años y formó una ignimbrita más pequeña con un volumen de 10 kilómetros cúbicos (2,4 millas cúbicas).
La caldera más grande tiene unas dimensiones de 60 por 40 kilómetros (37 mi × 25 mi) con una altitud de borde de 5.250 metros (17.220 pies). La actividad volcánica prolongada ha generado dos calderas anidadas, una serie de domos y flujos de lava y un domo central resurgente.
La caldera fue descubierta en 1978 gracias a imágenes Landsat . Se encuentra en Bolivia, junto a la frontera con Chile . El terreno es de difícil acceso, ya que se encuentra a altitudes de entre 3.000 y 4.000 metros (9.800 y 13.100 pies). La caldera recibe su nombre del Cerro Guacha, una formación que recibe ese nombre en los mapas topográficos locales. [1] Investigaciones posteriores del Servicio Geológico de Bolivia indicaron la presencia de tres tobas soldadas . [2] Los lechos rojos del Paleógeno y los sedimentos del Ordovícico forman el basamento de la caldera. [3]
Cerro Guacha es parte del complejo volcánico Altiplano-Puna , un área de extenso volcanismo de ignimbrita en los Andes Centrales entre el Altiplano y Atacama y asociado con la Zona Volcánica Central de los Andes. Varios complejos de calderas grandes se encuentran dentro de esta área, formados por cámaras de magma de la corteza generadas por magmas derivados de la fusión de capas profundas de la corteza. La actividad actual se limita a fenómenos geotérmicos en El Tatio , Sol de Mañana y Guacha, [4] con actividad reciente que abarca la extrusión de domos y flujos de lava cuaternarios . La deformación en el área ocurre debajo del volcán Uturuncu al norte del centro de Guacha. [5]
Un escarpe semicircular orientado hacia el oeste (60 por 40 kilómetros (37 mi × 25 mi)) contiene capas de ignimbrita de Guacha con bandas subverticales ricas en clastos líticos y es el presunto respiradero de la ignimbrita de Guacha. La caldera resultante, formada como una trampilla y con un volumen de 1200 kilómetros cúbicos (290 mi3), se encuentra entre las más grandes conocidas. Las estructuras volcánicas están alineadas a lo largo del foso oriental de esta estructura, que está lleno de depósitos lacustres e ignimbritas soldadas. Otro colapso oriental fue generado por la erupción de la ignimbrita de Tara, con dimensiones de 30 por 15 kilómetros (18,6 mi × 9,3 mi). [2] [6] Los márgenes de la estructura de la caldera-graben tienen unos 5250 metros (17 220 pies) de altura, mientras que los pisos de la caldera están unos 1000 metros (3300 pies) más bajos. Probablemente se encuentran domos de lava dacíticos en el borde norte de la caldera, y el fondo de la caldera posiblemente contiene flujos de lava. [1]
La caldera contiene un domo resurgente , la parte occidental de la misma está formada por la ignimbrita de Tara mientras que la oriental es parte de la ignimbrita de Guacha. Este domo fue cortado por el colapso de Tara, exponiendo 700 metros (2300 pies) de ignimbritas de Guacha. El domo resurgente en la caldera se eleva aproximadamente 1,1 kilómetros (0,68 millas) por encima del suelo de la caldera. [6] Un segundo episodio de resurgimiento ocurrió dentro de la caldera de Tara. [7] La caldera está llena hasta 1 kilómetro (0,62 millas) de espesor con ignimbritas. Tres domos de lava, aproximadamente coetáneos con la ignimbrita de Tara, están construidos en el lado norte del domo resurgente. El domo occidental se llama Chajnantor y es el más rico en sílice de los domos. Río Guacha en el medio es más dacítico . Las lavas de Puripica Chico en el lado occidental de la caldera no están asociadas con un colapso. [6] Al suroeste de la caldera se encuentran flujos de lava de color oscuro. [8]
Se produce cierta actividad geotérmica dentro de la caldera. [9] Laudrum et al. sugirieron que el calor de Guacha y Pastos Grandes puede transferirse al sistema geotérmico de El Tatio al oeste. [10]
Guacha es parte de un complejo volcánico en la región del arco posterior de los Andes en Bolivia. [11] Los Andes centrales están subyacidos por el terreno Arequipa-Antofalla del Paleoproterozoico - Paleozoico . [7] Los Andes centrales comenzaron a formarse hace 70 millones de años . Anteriormente, el área se formó a partir de una cuenca marina del Paleozoico con algunos volcanes tempranos. [2]
Desde el Jurásico , se ha producido subducción en el margen occidental de la actual América del Sur , lo que ha dado lugar a cantidades variables de actividad volcánica. En el Oligoceno, hace 35-25 millones de años, se produjo una breve interrupción del vulcanismo, asociada a un aplanamiento de la placa en subducción. Posteriormente, la renovada generación de material fundido modificó la corteza suprayacente hasta que se produjo un vulcanismo importante, asociado a un "brote" de vulcanismo ignimbrítico hace 10 millones de años. A 100-250 kilómetros (62-155 millas) por debajo de la zona volcánica local se encuentra la zona de Benioff de la placa de Nazca en subducción . Recientemente, se ha observado un cambio en la actividad volcánica, que ha pasado del vulcanismo ignimbrítico al vulcanismo formador de conos. [5]
La caldera de Guacha es parte del complejo volcánico Altiplano-Puna (APVC), una provincia ígnea en los Andes centrales que cubre una superficie de 70.000 kilómetros cuadrados (27.000 millas cuadradas). Aquí, a una altitud promedio de 4.000 metros (13.000 pies), entre 10 y 1 millones de años atrás, se expulsaron aproximadamente 10.000 kilómetros cúbicos (2.400 millas cúbicas) de ignimbritas. La investigación gravítica indica la presencia de un área de baja densidad centrada debajo de Guacha. [12] El cuerpo magmático que sustenta el APVC está centrado debajo de Guacha. [13] La caldera de Guacha también está estrechamente vinculada a la vecina caldera La Pacana . [14]
La caldera de Guacha forma una estructura con las calderas vecinas de Cerro Panizos , Coranzulí y Vilama asociadas a una falla llamada lineamiento Lípez. La actividad a lo largo de este lineamiento comenzó con el complejo volcánico Abra Granada hace 10 millones de años y aumentó drásticamente más de un millón de años después. La actividad volcánica está vinculada a esta zona de falla y a la maduración térmica de la corteza subyacente. [15] Después de hace 4 millones de años, la actividad disminuyó nuevamente en el complejo volcánico Altiplano-Puna. [16]
El sistema Guacha se construyó en un lapso de 2 millones de años con un volumen total de 3.400 kilómetros cúbicos (820 millas cúbicas). [17] La actividad eruptiva se produjo a intervalos regulares. Los cálculos indican que el sistema Guacha fue abastecido por magmas a una tasa de 0,007–0,018 kilómetros cúbicos por año (5,3 × 10 −5 –0,000137 millas cúbicas/Ms). [12]
Ubicado a gran altitud en un área de clima árido de largo plazo, ha conservado antiguos depósitos volcánicos a lo largo del tiempo. [4] Por lo tanto, a diferencia de otras áreas del mundo como el Himalaya , donde la erosión hídrica gobierna el paisaje, la morfología del complejo volcánico Altiplano-Puna es principalmente de origen tectónico. [18]
La Ignimbrita Guacha es riodacita y rica en cristales. El domo de lava Chajnantor contiene sanidina mientras que Río Guacha de composición dacítica contiene anfíbol y piroxeno . La ignimbrita Tara tiene una composición intermedia a la de estos dos domos, [6] siendo andesítica - riolítica . [2] La Ignimbrita Guacha contiene 62-65% SiO2 , Puripicar 67-68% y la Ignimbrita Tara 63%. La plagioclasa y el cuarzo se encuentran en todas las ignimbritas. [17]
Las consideraciones geológicas indican que la ignimbrita de Guacha se almacenó a una profundidad de 5 a 9,2 kilómetros (3,1 a 5,7 millas) y la ignimbrita de Tara a una profundidad de 5,3 a 6,4 kilómetros (3,3 a 4,0 millas). Las temperaturas del circón son 716 °C (1321 °F), 784 °C (1443 °F) y 705 °C (1301 °F) para Guacha, Tara y Chajnantor respectivamente. [7]
El clima de los Andes centrales se caracteriza por una aridez extrema. La cadena montañosa oriental de los Andes impide que la humedad del Amazonas llegue a la zona del Altiplano. La zona también está demasiado al norte para que las precipitaciones asociadas con los vientos del oeste lleguen a Guacha. Este clima árido puede remontarse al Mesozoico y se vio reforzado por cambios geográficos y orogénicos durante el Cenozoico . [19]
El análisis de isótopos de oxígeno indica que las ignimbritas de la caldera de Guacha han tenido poca influencia de las aguas meteóricas . Esto es consistente con el clima de la región de Guacha, que muestra aridez a largo plazo durante los últimos 10 millones de años , así como con la escasez de sistemas geotérmicos pronunciados en el APVC, que se limitan esencialmente a los campos El Tatio y Sol de Mañana . [20]
Guacha ha sido la fuente de erupciones con volúmenes de más de 450 kilómetros cúbicos (110 millas cúbicas) de equivalentes de roca densa . Estas erupciones en el caso de Guacha tienen un índice de explosividad volcánica de 8. La sucesión cercana de múltiples erupciones a gran escala indica que los plutones que alimentan dichas erupciones se acumulan a lo largo de millones de años. [6]
La ignimbrita Guacha (que incluye la ignimbrita Lowe Tara, la toba Chajnantor, la toba Pampa Guayaques y posiblemente la ignimbrita Bonanza) [17] se consideró en un principio parte de otra ignimbrita denominada ignimbrita Atana. Tiene un volumen mínimo de 1.300 kilómetros cúbicos (310 millas cúbicas) y cubre una superficie de al menos 5.800 kilómetros cuadrados (2.200 millas cuadradas). Se han determinado varias fechas diferentes sobre la base de la datación argón-argón , incluyendo 5,81 ± 0,01 en biotita y 5,65 ± 0,01 millones de años en sanidina , que es la edad preferida. Varias muestras están separadas por distancias de hasta 130 kilómetros (81 millas), lo que convierte a esta ignimbrita en una de las más extendidas en los Andes. Un arroyo se extiende 60 kilómetros (37 millas) hacia el norte pasando el volcán Uturunku a lo largo del valle de Quetena [6] hasta Suni K'ira . [2] Algunos depósitos de ceniza en la Cordillera de la Costa del norte de Chile están vinculados a la erupción de Guacha. [21] La ignimbrita de Guacha también se conocía inicialmente como Tara Inferior. [2]
La ignimbrita de Tara tardía (que incluye la ignimbrita de Tara superior, la ignimbrita de Filo Delgado y la toba de Pampa Tortoral) [17] forma el domo occidental de la caldera de Guacha y se extiende principalmente al norte y sureste, entre Argentina , Bolivia y Chile . Tiene un volumen mínimo de 800 kilómetros cúbicos (190 millas cúbicas) y cubre una superficie de al menos 1.800 kilómetros cuadrados (690 millas cuadradas) en Chile y 2.300 kilómetros cuadrados (890 millas cuadradas) en Bolivia, donde al principio no se reconoció. [6] Algunos efluentes tienen más de 200 metros (660 pies) de espesor. [2] Se han determinado varias fechas diferentes sobre la base de la datación argón-argón , incluyendo 3,55 ± 0,01 en biotita y 3,49 ± 0,01 millones de años en sanidina , que es la edad preferida. Las lavas de Chajnantor y el domo de Río Guacha en la caldera han sido datadas por K-Ar en 3,67 ± 0,13 y 3,61 ± 0,02 millones de años respectivamente. [6] Esta ignimbrita se acumuló dentro de la caldera de Guacha, y una capa particularmente gruesa (>200 metros (660 pies)) se encuentra debajo del estratovolcán Zapaleri . [22] Esta ignimbrita se conocía anteriormente como Tara Superior. [2] Las consideraciones geológicas indican que esta ignimbrita se formó a partir de fundidos preexistentes y un influjo de magma andesítico . [7]
La ignimbrita Puripica Chico es conocida por haber formado los hoodoos de Piedras de Dali , llamados así por los turistas debido a su paisaje surrealista. Tiene un volumen de 10 kilómetros cúbicos (2,4 millas cúbicas) y aparentemente entró en erupción en la bisagra de la caldera de Guacha. Se ha datado con argón-argón en 1,72 ± 0,01 millones de años , lo que la convierte en la volcanita de caldera de Guacha más joven. [6]
La ignimbrita Puripicar tiene un volumen de 1.500 kilómetros cúbicos (360 millas cúbicas) y tiene 4,2 millones de años de antigüedad. [17] Después de que las investigaciones indicaran que era diferente de otra ignimbrita llamada Atana, [23] se la relacionó originalmente con la caldera de Guacha, pero Salisbury et al. en 2011 relacionaron la ignimbrita Tara con Guacha. [2] Otra ignimbrita asociada con Guacha es la ignimbrita Guataquina, que lleva el nombre de Paso de Guataquina. Cubre un área de 2.300 kilómetros cuadrados (890 millas cuadradas) y tiene un volumen aproximado de 70 kilómetros cúbicos (17 millas cúbicas). [1] Más tarde se interpretó que era una combinación de las ignimbritas Guacha, Tara y Atana, que no son de Guacha. [2]