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Geólogo / El registro de anomalías en las redes de drenaje de la cuenca del Río Petorca y los antecedentes de alzamiento en sectores costeros sugirieron alzamiento y deformación cuaternaria para esta zona. Muchos procesos superficiales del paisaje operan a escalas finas de observación, lo que sugiere buscar perturbaciones pequeñas en zonas donde el análisis estructural es complicado. Esto motivó un análisis morfoestructural con datos de un DEM de alta resolución. En este trabajo se desarrolló una metodología de construcción de DEM (digital elevation model) de alta resolución, la cual usa fotografías aéreas, datos de terreno y el control de una serie de parámetros por medio del programa ENVI 4.8. El DEM construido con esta metodología presenta una alta resolución (±1m) y precisión, lo que permite mantener la definición del detalle topográfico incluso a escalas de observación de 1:10.000. En esta memoria se presentan una serie de recomendaciones para aumentar la exactitud del modelo. La metodología desarrollada permite construir un DEM de mejor resolución que aquellos gratuitos en internet y a un coste inferior que los de alta resolución que se ofrecen en el mercado. El DEM generado se usó para desarrollar un análisis morfoestructural para la zona costera comprendida entre Los Molles y Maitencillo (32,25º-32,63ºS). El análisis incluyó un reconocimiento de la geomorfología, la construcción de un mapa geomorfológico, la observación de singularidades asociadas al drenaje, el análisis de datos sismológicos, el modelamiento de perfiles longitudinales de cauces y el trazado de perfiles topográficos. El análisis permitió identificar: a) un depósito de sag pond en valle del Río Petorca; b) un tributario subparalelo al Río Petorca; c) un desnivel en la superficie del pedimento y subparalelo al Río Petorca; d) registros de sismos superficiales (<13 km), dos de los cuales pueden acotarse bien al valle del Río Petorca y a la Cordillera del Melón, respectivamente; e) Tres knickzones: la primera knickzone atraviesa la zona de estudio de norte a sur asociada a un cambio litológico, la segunda knickzone se ubica en la Cordillera del Melón con una orientación WNW sobre un dominio estructural de fallas normales de igual orientación, y la tercera knickzone se ubica desde Papudo hacia el sur con una orientación NNW sobre un dominio estructural de fallas de rumbo, algunas de las cuales siguen la misma orientación que la knickzone; f) knickpoints aislados; g) otras singularidades del relieve de menor importancia. Con estos resultados: a) se propone una falla de orientación NE al interior del valle del Río Petorca, la cual presentaría actividad post-500 ka; b) se confirma la hipótesis de deformación cuaternaria en la zona de estudio; c) se definen 2 sectores de interés donde es altamente probable la existencia de deformación activa (post-10 ka): valle del Río Petorca y Cordillera del Melón. Las deformaciones asociadas a fallas son perceptibles sólo a escalas de mayor detalle lo que sugirió bajas tasas de deformación estructural. Esta deformación podría ser secundaria a un alzamiento principal documentado en trabajos previos más al norte y evidenciado en esta zona por la elevación de las terrazas marinas.

Geólogo / Este trabajo busca modelar superficies cubiertas a partir de datos morfométricos de superficies adyacentes descubiertas. Para esto, se seleccionó como área de estudio, el antearco externo del norte de Chile, dominado por la Cordillera de la Costa y la Depresión Central. Dado que condiciones de extrema aridez durante el Cenozoico tardío han favoreciendo la preservación de superficies de bajo relieve labradas en rocas mesozoicas sobre la Cordillera de la Costa, y que secuencias sedimentarias y volcánicas del Oligoceno-Holoceno colmataron la Depresión Central preservando por enterramiento una superficie desarrollada sobre rocas mesozoicas-paleocenas; se hipotetizó que las paleosuperficies descubiertas en la Cordillera de la Costa y la superficie hoy cubierta en la Depresión Central, constituían un único paisaje envolvente previo a la depositación de la cobertura del Oligoceno-Holoceno. Con el objetivo de reconstruir la superficie de contacto entre las rocas mesozoicas y el relleno Oligoceno-Holoceno en el borde occidental de la Depresión Central, se llevó a cabo una serie de etapas en las que se combinaron el uso de diversas técnicas y softwares. Mediante una interpolación del tipo kriging dual se generó dos modelos que proyectaron hacia el este las características morfométricas de las superficies preservadas en la Cordillera de la Costa. Estos modelos se combinaron y compararon con datos obtenidos del contacto bajo la cobertura que se expresa en las grandes quebradas que cortan de este a oeste la región del antearco del norte de Chile, así como en dos perfiles sísmicos de reflexión y un sondaje petrolero. Los modelos mostraron que pese a obtener resultados favorables en algunos segmentos aislados en un rango de 22 km desde el límite oriental de la Cordillera de la Costa, estos se debieron a condiciones estratigráficas específicas y no fue posible extenderlos a toda la zona de estudio. Los resultados poco favorables se asocian a que las superficies preservadas en la Cordillera de la Costa habrían sufrido modificaciones posteriores al comienzo de la agradación de sedimentos que rellenaron la Depresión Central (~33 Ma). Además, dependiendo de la ubicación, los modelos mostraron tener mayor certeza en los primeros 5 km desde el límite de la Cordillera de la Costa, y nos indicarían, al menos, la profundidad mínima del contacto entre sustrato y cobertura.

Memoria (geógrafo) / Una de las ideas más relevantes que sustentan las discusiones en torno al ordenamiento territorial en la actualidad, corresponde a la incorporación de los temas medioambientales como soporte fundamental en la planificación de los usos del suelo. Frente a esto, la ordenación del territorio en áreas de alta montaña se presenta como un tema de gran relevancia, debido a la presencia de condiciones físicas extremas, a la vulnerabilidad de su medio natural, a lo sensible del ecosistema y a las aptitudes para el desarrollo turístico (Gómez, 2002). En Chile, uno de los lugares que se destaca por presentar tales características corresponde al Sector de El Tatio, ubicado en la II Región de Antofagasta, entre las comunas de Calama y San Pedro de Atacama. Esta área, que en su interior presenta uno de los destinos turísticos más visitados del país, mantiene condiciones de alto valor ambiental, debido a que contiene una muestra representativa de la diversidad ecológica de los Andes de Chile. Sin embargo, el sector posee potencialidades para el desarrollo de otro tipo de actividades, lo cual es evidenciado a partir de la existencia de concesiones de explotación geotérmicas vigentes. Frente a este escenario, se hace imprescindible contar con estudios enfocados desde la sustentabilidad, para que el desarrollo de los distintos usos del suelo se lleve a cabo de manera armónica con el medioambiente, donde se conjuguen las aptitudes naturales con las restricciones provenientes de la evaluación ambiental. A partir de esto, esta investigación tiene como finalidad la formulación de una propuesta de microzonificación de usos de suelo para el Sector de El Tatio, considerando los principios de la Planificación Ecológica del Territorio. Los lineamientos que guían esta investigación se enfocan en la realización de un reconocimiento y diagnóstico de las componentes del sistema natural dentro del área de interés, con el objetivo de establecer el potencial de transformación del uso del suelo, tanto actual como proyectado, bajo una visión sustentable.

Geólogo / Estudiar las condiciones geológicas y geomorfológicas en que se desarrollan los cultivos de vid se ha convertido en algo de gran importancia este último tiempo, debido al amplio desarrollo de la industria vitivinícola en Chile durante la última década. Las dos viñas que comprenden el presente estudio se ubican en Tapihue y Malvilla, ambas en la V Región de Valparaíso, Chile, y están inmersos en la Cordillera de la Costa. La primera se caracteriza por estar emplazada en una zona cuyo rasgo geomorfológico más importante es su ubicación en un sector de piedemonte, mientras que la segunda área se encuentra en una superficie correspondiente a terrazas de marinas pleistocenas incididas por la red fluvial activa. En ambas localidades se observan zonas de depósitos coluviales, pero es en Tapihue en que éstos influyen directamente en los suelos de las plantaciones, no así en Malvilla, lugar en que estos depósitos se encuentran bajo el nivel de los cultivos. De estos rasgos, se desprenden diversas propiedades de los suelos, los que les confieren diferentes características, como son la pendiente, la litología, la granulometría de los suelos, entre otras. Para este estudio, se realizó un mapeo de ambas regiones junto con un reconocimiento de los rasgos geomorfológicos más importantes y la toma de muestras y análisis granulométrico de los suelos en cuestión. La principal diferencia de los rasgos geomorfológicos entre ambas zonas es que las viñas ubicadas en Tapihue se encuentran en equilibrio con su nivel base local, mientras que en Malvilla las viñas se encuentran por sobre su nivel base local. Los resultados indican que, en comparación, ambas zonas presentan similares pendientes, variando de plano a ligeramente escarpadas (0-25° en las zonas de cultivos) llegando incluso a 50° en zonas de la Cordillera de la Costa y algunas quebradas, como la del Estero El Sauce en Malvilla. Petrológicamente, existen diferencias litológicas, estando la zona de Tapihue formada por granodioritas y tonalitas, mientras que el área de Malvilla posee rocas sedimentarias, gneises y dioritas. Otro resultado importante obtenido mediante tamizaje, es que los suelos, en primer orden, serían aptos para los cultivos, ya que poseen arena y guijarros predominantemente (80%) y limo/arcilla en menor cantidad (20%), lo que favorecería el drenaje. Por último, se observó en terreno que ambas zonas presentan suelos generados in-situ en los sectores en que se realiza el cultivo, lo que confirma la hipótesis de que estos suelos son de tipo autóctono.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / The Sierra Baguales Mountain Range (SBMR) forms the eastern foothills of the Patagonian Andes located between 50º and 51º S, topographically isolated from the Southern Patagonian Icefield (SPIF) and under the influence of the Westerly Winds. Its landscape shows glacial deposits and morphologies, potentially useful for the reconstruction of the Pleistocene Holocene glaciations, which occurred in the vicinity of the Patagonian Ice Cap, and possibly showed individual responses to environmental change after the Last Glacial Maximum (LGM). Using simple and multivariate statistical methods, the morphometry of 143 glacial cirques, distributed between the current eastern limit of the SPIF and the easternmost SBMR, approximately 200 km from the Pacific coast, was analyzed. For the latter sector, using photo-interpretation, Geographic Information Systems (GIS) and field work, the first glacial and periglacial geomorphological map of the area was constructed. The relationship between the Geological Strength Index (GSI), rainfall gradient, and cirque areas, which were occupied and eroded by former alpine glaciers, was also established. To this end, theoretical profiles of the ice topography, based on a perfect plasticity model, were developed. Ages of local environmental changes were estimated using 14C dating. Equilibrium Line Altitude (ELA) variations were interpreted based on geomorphological evidence and the accumulation area ratio (AAR).The lowering of the ELA was converted to the change in temperature by multiplying it with an average atmospheric lapse rate. For the SBMR, it is possible to recognize two glaciation levels which rise towards the interior of continent. Their spatial distribution and elevation were controlled by tectonic factors (Andean uplift), the rainfall gradient and the climate contrast from east (temperate maritime) to west (dry cold), present in southern Patagonia since the LGM. The lower group of glacial cirques is distributed in the lower areas of the main valleys. These have no current evidence of snow or glacial processes and have been subject to fluvial erosion and gravitational processes. These cirques can be associated with outlet glacier advance of the Patagonian Ice Cap during the Holocene, and were probably partially or completely covered with ice during the LGM or prior glaciations. On the other hand, the upper group of glacial cirques is located east of the SPIF and mainly in the eastern section of the SBMR. Their size is reduced progressively to the east due to the increased resistance of the rocks on which they developed and the regional rainfall gradient. These cirques show evidence of lateral and frontal moraines of alpine glaciers, some of which are currently active. This cirque group corresponds to those glaciers that remained after the middle Holocene, favored by a gentle slope and aspect, in addition to low temperatures prevailing in the highest marginal sections of the SPIF and particularly the SBMR. Radiocarbon ages can be considered as evidence of environmental change linked to the temperature decrease and rainfall increment resulting from the latitudinal shift and the increase in strength of the Westerly Winds during the middle Holocene. For the SBMR, where the local atmospheric temperature from the Tardiglacial was approximately 3.8±0.8°C colder than today, temperatures possibly remained lower in relation to the regional context, mainly due to the cold and dry climate prevailing towards the interior of the continent, and the elevation of the basins where the former alpine glaciers were located, which eventually advanced and coalesced to form a small Icefield. Such advances could be related to variations in the Frias Lobe, at the same latitude of the SBMR but closer to the SPIF eastern margin.

Geólogo / La cuenca de la Depresión Central a lo largo del norte de Chile fue rellenada por sedimentos detríticos y depósitos volcánicos explosivos predominantemente durante el Oligoceno y Plioceno. Dicho relleno consiste principalmente en depósitos de conglomerados gruesos y tobas, al este, gradando a limos y evaporitas, al oeste. Esta cobertura se encuentra formada principalmente por las Formaciones Altos de Pica y El Diablo, las Ignimbritas Tambillo y Huasco, y los Depósitos de Piedemonte. Se han realizado trabajos que definen la configuración del relleno de la cuenca, sin embargo, una nueva metodología permite precisar dicha configuración. Mediante la interpretación de 8 perfiles sísmicos de reflexión y la información de 2 pozos petroleros, en este trabajo, se determinó la profundidad del contacto basamento-cobertura y la configuración de la cuenca, en la parte sur de la Pampa del Tamarugal (20°45 21°30 S/69°00 69°30 O). Además se definieron 4 horizontes sísmicos dentro de la Cobertura y se correlacionaron con las unidades geológicas del área. Se observaron dos discordancias angulares: una, entre el Basamento el Miembro 1 Fm. Altos de Pica, y otra, entre el Miembro 2 Fm. Altos de Pica y la Fm. El Diablo. En general, la posición de la interfaz basamento-cobertura, se inclina abruptamente al oeste en la porción oriental de la mayoría de los perfiles. Se midió una velocidad de onda p de 1.497 [m/s] en la Formación El Diablo, 3.007 [m/s] en el Miembros 1 de la Formación Altos de Pica, y de 6.007 y 6.494 [m/s] en el Basamento. Los valores de velocidad de onda, el tiempo de viaje, el gradiente vertical de la velocidad (k) y la posición inicial permiten la conversión de la variable vertical (temporal) en profundidad de los perfiles sísmicos. Aplicando dicha conversión, las capas superiores de la Cobertura disminuyen su espesor, mientras que las inferiores, lo aumentan. Asimismo, en profundidad las fallas aumentan su inclinación. El análisis de sensibilidad del parámetro k, indica un error promedio para la posición de la interfaz basamento-cobertura de 48 ± 17 m. Una vez realizada la conversión se interpoló el contacto Basamento-Cobertura, a partir de los espesores de cada perfil, de los pozos y de la ubicación en planta de dicho contacto. El relleno alcanza un espesor máximo de 1.310 m, al este del cerro Chipana. Existen 3 sub-cuencas: A, B y C, en las cuales se preservan ambos miembros de la Formación Altos de Pica, junto a las unidades superiores. Al oeste del cerro Raúl, el espesor presenta una menor variabilidad, entre 500 y 700 m. Existe una franja N-S a NO-SE de alto de basamento, desde el cerro Chipana, pasando por el cerro Challacollo, los cerros Raúl y Antena, hasta la Sierra Moreno. En la porción norte de esta franja, el alto de basamento separa las sub-cuencas A y B y se explicaría por la presencia de un sistema de fallas inversas, de edad neógena, con vergencia al oeste. En las secciones sísmicas, se interpretaron o se infirieron estructuras, generando una solución a las geometrías presentes. La configuración del relleno de la cuenca puede explicarse por sedimentación pasiva y en parte por la actividad pre y syn-sedimentaria de las fallas inversas reconocidas. La forma asimétrica de las sub cuencas A y B, estaría determinada principalmente por dichas estructuras, que habrían acentuado el paleorelieve de la cuenca de la Pampa del Tamarugal, al reactivarse entre el Oligoceno y el Mioceno.

Doctora en Ciencias, Mención Geología / En esta tesis se incluyen los resultados y conclusiones de un estudio de geomorfología tectónica en los Andes del Norte Chico de Chile (28,5-32°S) orientado a reconstruir la evolución del relieve desde el Neógeno en esta región. Los periodos de alzamiento principales son determinados a través del análisis geomorfológico de paleosuperficies, la geocronología de U-Pb circón en niveles volcánicos sobreyacientes y la isotopía cosmogénica. A su vez, las variaciones espaciales y temporales en la exhumación son determinadas al combinar la termocronología de trazas de fisión en apatito (AFT) y de (U-Th)/ He en apatito (AHe) con geocronología de U-Pb circón a ambos lados del frente topográfico que separa la Cordillera de la Costa de la Cordillera Frontal. Las rocas mesozoicas de la Cordillera de la Costa presentan edades AFT entre ~ 60 y 40 Ma y edades AHe alrededor de 30 Ma, mientras que las rocas Paleozoicas y Cenozoicas de la Cordillera Frontal presentan edades AFT y AHe entre ~ 40 y 8 Ma y ~ 20 y 6 Ma, respectivamente. El modelamiento termal de los datos termocronológicos indica que la Cordillera de la Costa fue exhumada de manera acelerada entre ~ 65-50 Ma y fue escasamente exhumada desde ~ 45 Ma hasta, al menos, ~ 30 Ma. La exhumación acelerada entre ~ 65-50 Ma se correlaciona con eventos tectónicos compresivos del Mesozoico Tardío al Cenozoico Temprano. Al norte de 31°S, los modelos termales indican que la exhumación comenzó antes de ~ 30 Ma al pie del frente topográfico. En este sector la exhumación fue continua hasta los 20 Ma, mientras que hacia el este, episodios de exhumación acelerada tuvieron lugar ~ 22-18 Ma y ~ 7 Ma. La exhumación Oligocena se correlaciona con la denudación de una cadena montañosa Eocena ubicada a lo largo del eje de la Cordillera Frontal, mientras que los episodios de exhumación durante el Mioceno Temprano y Tardío se correlacionan con la inversión tectónica progresiva de una cuenca extensional de intra-arco que se desarrolló durante el Oligoceno a lo largo del actual límite de Chile y Argentina. Al sur de los 31°S, el frente topográfico se habría desarrollado con posterioridad, comenzando con un episodio de exhumación acelerada entre los 22-16 Ma al pie del frente topográfico y extendiéndose hasta el Mioceno Tardío hacia el este. La exhumación acelerada a 22-16 Ma en esta área se correlaciona con la inversión de la cuenca extensional de Abanico, desarrollada entre el Eoceno y el Oligoceno al sur de 32°S. Antes del Mioceno Temprano, una extensa pediplanicie cercana al nivel del mar dominaba el paisaje de la actual Cordillera de la Costa. Al norte de los 31°S, esta superficie se desarrolló al pie de un relieve Eoceno reconocido por la termocronología, mientras que al sur de los 31°S lo hizo al oeste del cordón magmático Eoceno. El desarrollo de esta pediplanicie es consistente con la escasa exhumación sufrida por la Cordillera de la Costa durante el Eoceno-Oligoceno Tardío como indican los datos termocronológicos. La pediplanicie fue dislocada durante el Mioceno Temprano generando el alzamiento de ~ 1,1 km de la Cordillera de la Costa oriental respecto de la Cordillera de la Costa occidental. Posteriormente, durante el Mioceno Tardío, tanto la Cordillera de la Costa oriental como la occidental fueron alzadas ~ 1,2 km. Una nueva superficie de bajo relieve formada por plataformas de abrasión marina a lo largo de la costa y por strath terraces y pedimentos al interior de los valles principales se desarrolló entre el Pleistoceno Temprano y Medio en la Cordillera de la Costa occidental y finalmente se alzó ~ 150 m post-500 ka. Los principales eventos de alzamiento y/o exhumación acelerada identificados para el Mioceno Temprano, el Mioceno Tardío y el Pleistoceno Medio se correlacionan con episodios de incremento de la deformación contraccional reconocidos ampliamente a lo largo de los Andes Centrales, que habrían comenzado después del quiebre de la placa de Farallón en las placas de Nazca y Cocos a los 25 Ma.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / La Cordillera Frontal, alrededor de los 28°45 S, representa un muy buen ejemplo para explorar los procesos y factores que determinaron la evolución tectónica de los Andes Centrales durante el cenozoico, basada en el estudio de las secuencia de sedimentos detríticos continentales presentes en la zona y de las superficies erosivas que definen discordancias entre distintas secuencias. En este trabajo se analizan los registros geomorfológicos y estratigráficos con el objetivo de conocer los tiempos y propagación de deformación que controlaron la construcción de los Andes en esta latitud durante el Cenozoico, así como de la erosión como respuesta. Las secuencias de sedimentos detríticos continentales presentes en la zona están rodeadas por cuatro sistemas morfoestructurales limitados por fallas inversas de alto ángulo. Los sistemas norte y oeste fueron alzados durante el Eoceno. Dentro de las fallas que se reconocen se destaca la Falla Valeriano, de vergencia hacia el este, cuya última actividad está registrada alrededor de los 44 Ma. Luego del alzamiento de este sistema una extensa superficie de pedimentación se desarrolló hasta los 21 Ma, asociado a un nivel de base que drenaba hacia el Este. Relictos de esta superficie se preservan y están descubiertas en los sistemas morfoestructurales que se extienden hacia oeste y norte. Hacia el este y sur esta superficie se encuentra cubierta por las secuencias sedimentaras o están degradadas ante la erosión estimulada por el alzamiento mioceno de los sistemas morfoestructurales orientales. El alzamiento durante el mioceno fue acomodado por fallas del Sistema de Fallas La Coipa-El Potro, con vergencias tanto al este como al oeste, cuya actividad entre los 19 y 13 Ma acomodó el alzamiento de los bloques este y sur, interrumpió los procesos de pedimentación, determinó la formación de un depocentro de intramontañoso, y forzó la acumulación de las secuencias detríticas continentales, en un ambiente aluvial y fluvial trenzado, con una mayor contribución del bloque occidental y un menor aporte del bloque oriental. Luego de los 13 Ma, el alzamiento del bloque oriental habría determinado la captura de las precipitaciones de esta zona en la ladera occidental de los Andes, aumentando el área y el relieve de las cuencas, lo que habría determinado el aumento del poder incisivo de los ríos. Esta reconfiguración hidrológica determinó el retrabajo de las Gravas de Cerro del Burro y el desarrollo de profundos cañones, como los que hoy dominan el paisaje. La relación entre incisión y agradación en los actuales canales, que se infiere del análisis morfométrico de los thalweg, estaría fuertemente controlada por la herencia de la geomorfología que fue construida previa a la reconfiguración, mostrando que los canales que se extienden en el área capturada a los 13 Ma, presentan menor madurez en términos geomorfológicos, constituyendo formas transitorias en desequilibrio y aún no ajustadas a los niveles de base regionales. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto Fondecyt N° 11121529, a cargo del Dr. Germán Aguilar Martorell

Magister en geografía, mención organización urbano regional / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo