Using GIS-based tools and a review of the relevant geological and climatic literature, I attempt to identify the key implications of Quaternary glacial cycles for drainage evolution in eastern Patagonia. In doing so, the stage is set for the proper integration of existing biogeographic and phylogeographic ideas to develop a suite of inferences aimed at elucidating how these processes influenced aquatic biodiversity of Patagonian Argentina. A primary finding of this research is that the southern mainland and/or Tierra del Fuego served as an important cryptic refuge for cold-adapted species, including aquatic taxa. At least one additional aquatic refuge is likely to have existed in either central or northern Patagonia. The low position of the Atlantic shoreline during glacial periods also revealed a much larger and inter-connected drainage network in southern Patagonia. During sea-levels stands below 100m, two new drainage coalescence points on the exposed continental shelf can be recognized among the Chico/Santa Cruz, Coyle and Gallegos river basins and between the Grande and Fuego rivers. Enhanced hydrological discharge during the deglaciation period of Late-Quaternary cycles is expected to have facilitated extensive inter-drainage connections within each of the northern and southern regions of eastern Patagonia via proglacial lake and/or stream coalescence. A large proglacial lake in the Nahuel Huapi Lake region is also recognized as the most likely temporary gateway for aquatic organisms to disperse between the Neuquen and Northern Patagonian Tablelands. I also recognize climate-induced drainage reversals as a bidirectional mechanism of trans-Andean dispersal and an important factor in determining the biogeography of widespread aquatic organisms in Patagonia.

En esta investigación se aborda el arte rupestre desde dos perspectivas complementarias: 1) el análisis cualitativo-distribucional de motivos a nivel intra e inter regional, los cuales fueron registrados en el macizo del Deseado (Santa Cruz, Argentina) y en la porción rionegrina del macizo de Somuncurá; y 2) el estudio experimental de los procesos de producción del arte rupestre documentado por otros investigadores en la primer región. Se considera válida la primera comparación debido a que ambas regiones mesetarias son ambiental y geomorfológicamente similares, resultantes de procesos volcánicos y erosivos que modelaron el paisaje. En tanto que el segundo abordaje resulta novedoso por haber evidenciado poco desarrollo, hasta el momento, en los estudios realizados en nuestro país. Los grabados estudiados en el macizo del Deseado se ajustan a las tendencias observadas en trabajos previos (Carden 2008a), aunque la principal diferencia se observa en el sitio La Marianita, en el que se empleó un soporte tobáceo ubicado en una planicie de inundación de un arroyo temporario. Por otro lado, el desarrollo y la implementación de protocolos experimentales para la replicación de motivos grabados y pintados permitieron el control minucioso de variables referidas al soporte y a los artefactos empleados, así como al trabajo y los motivos realizados. Se coincide con otras propuestas en las que se considera que, en la producción de grabados, el soporte seleccionado condiciona la técnica y los artefactos a emplear así como el diseño del motivo a realizar. La puesta a prueba de materias primas colorantes recolectadas en el macizo del Deseado permitió comprobar sus cualidades para pintar, lo que constituye una de las primeras etapas de la cadena operativa. Además, la fabricación de los primeros artefactos para pintar (v.g., hisopos) permitió reconocer su trazo y diferenciarlo de aquellos trazos realizados con las yemas de los dedos. Al ser los motivos más abundantes en la región en estudio del macizo del Deseado, los negativos de mano recibieron especial atención durante las experiencias replicativas. Los resultados obtenidos permitieron reconocer que las variaciones en los gestos técnicos influyen en el largo del negativo obtenido, si éste es comparado con el largo real de la mano. El estudio minucioso de doce sitios con manifestaciones rupestres en el macizo de Somuncurá permite profundizar el conocimiento respecto del arte en esa región. La integración de esta información a la obtenida en estudios previos permite reconocer cierto patrón en la localización de los sitios con arte rupestre: se encuentran en espacios reparados, aprovechando superficies verticales u horizontales de bardas o aleros (entre las primeras predominan los grabados y entre los segundos las pinturas); se encuentran cercanos a lagunas o fuentes de agua temporarias, que en el pasado podrían haber funcionado como atractores de recursos y de personas convirtiéndolos en nodos o puntos de encuentro en el paisaje. Hasta el momento en el occidente de Somuncurá no se han documentado sitios con grabados, lo cual no indica que éste tipo de manifestaciones se restrinja sólo al oriente somuncurense. Asimismo, se observó una alta disponibilidad de materias primas colorantes y de soportes aunque los sitios con arte rupestre pintado en el sector occidental del macizo no son abundantes o presentan baja frecuencia de motivos. Esta situación podría ser explicada por numerosas cuestiones, entre ellas se puede mencionar: 1) el arte pintado no era común siendo pasible que pintaran otras superficies, 2) la falta de empleo de materias colorantes disponibles, 3) cuestiones tafonómicas de preservación. De la comparación inter-regional se observa que en ambos macizos se documentaron motivos pintados y grabados sobre los diferentes soportes rocosos disponibles. Los pictograbados parecen ser recurrentes en Nordpatagonia, y algunos casos fueron documentados en Somuncurá. Por otro lado, el macizo del Deseado presenta mayor variabilidad en cuanto a las técnicas tanto de grabados como de pintura, principalmente por el desarrollo de los estudios del arte rupestre desde hace cuatro décadas. En síntesis, cada uno de los macizos presenta un conjunto de características que los hace distintivos a pesar de las semejanzas ambientales y geomorfológicas. Las similitudes en el arte rupestre de ambos macizos parecen acentuarse hacia el Holoceno tardío, por la presencia de motivos correspondientes al “estilo de grecas” y del “estilo de pisadas.

<p>The introduction of the North American beaver (Castor canadensis) to Tierra del Fuego is a widely known example of a successful biological invasion. Beavers have impacted enormously the biodiversity of the island of Tierra del Fuego, and they are now spreading northward on the continent, prompting the governments of Argentina and Chile to seek methods to control their spread. Beavers first established in forests, where they were initially introduced, but by the 1990s they began to establish in the adjacent steppe. In this dissertation, I study the biology of invasive beavers across the two major habitat types in Patagonia and attempt to develop modeling tools that might be useful to manage their spread.</p><p>In chapter one I studied the history of the beaver introduction in Patagonia and provide evidence that the beaver introduction occurred as a single release event of 20 beavers from northern Manitoba, Canada. This not only clarifies the origin of the invasion, but also suggests that the beaver population of Patagonia descends from a smaller number of individuals than previously assumed.</p><p>In chapter two I studied the demography of invasive North American beavers in the two contrasting habitat types of the island of Tierra del Fuego, forest and steppe. Habitat differences can affect vital rates which may in turn impact the speed of the invasion, but this has been rarely addressed when managing the spread of invaders. I use repeated observations, mark-resight methods, telemetry and camera traps to estimate colony size and vital rates of beavers in the two habitats. Colony size and the number of offspring (“kits”) produced per colony per year were higher in the steppe, contrary to the belief that forest is better habitat. Here I suggest this may be the result of the longer time since invasion in the forests of Tierra del Fuego and that the forest subpopulation is showing density dependent regulation. Beaver survival was high in all age classes and was higher than survival rates recorded in North America. My work shows that beaver plasticity and predator release have likely facilitated the invasion in Patagonia. </p><p>In chapter three, I investigated the more recent invasion of beavers in an area of the Patagonian steppe. I utilized repeated high resolution satellite images to identify beaver ponds, and used them to study changes in beaver abundance and habitat use over time. The number of beaver ponds increased 85 % between 2005 and 2014. During this period, beavers changed their habitat selection pattern, presumably as a response to increased density. Beavers established on small watercourses in canyons first, but as more canyons became occupied over time, beavers moved to less preferred watercourses in plains and U-shaped valleys. Potential new beaver colonies established close to existing beaver ponds, suggesting proximity to a beaver pond is an important determinant of beaver colonization. Identifying habitat preferred by beavers in the steppe could help to increase early detection of the invader at the invasion front. This work highlights the importance of the use of high resolution remote sensing technologies to better understand and monitor biological invasions. </p><p>Finally, in chapter four, I built a spatially explicit individual-based model parameterized with data I collected in the field and use it to make management recommendations. Specifically I assessed the efficacy of a potential management strategy in which a “fire-break” (a zone beyond the current population front in which beavers are removed) perpendicular to the population front is instituted to attempt to prevent further northward spread of the beaver in continental Patagonia. I found that even a 100 km wide firebreak is insufficient to contain the spread of beavers, long dispersal events being the major cause of this failure. Further, I found that increasing the fraction of beavers culled within the firebreak does not decrease either the arrival time or the number of beavers that cross the firebreak. Counterintuitively, my model indicates that moderate levels of culling within the firebreak (rather than high) may be a more effective method to manage the invasion, likely as a result of inversely density dependent dispersal.</p> / Dissertation

Meadows are critical in arid and semi-arid Argentinean Patagonia because of their importance for regional biodiversity. Despite this, little information on the spatial distribution of meadows is available and no analysis of the potential effect of climate change on meadows has been performed, which hampers conservation planning. In this study, I modeled the spatial distribution of meadows and investigated how climate change may affect the current distribution of meadows in arid and semiarid Patagonia by 2050. In addition, I investigated conservation status and areas of desertification vulnerability of those areas predicted to contain meadows. I used high-resolution imagery available in Google Earth software to visually estimate presence and absence of meadows. To model current and future distribution of meadows I used these observations and different socio-environmental predictor variables. I implemented generalized linear, additive, boosting, and random forest models, as the basis for a mean ensemble technique. I predicted future distribution of meadows using four different general circulation models and the A2 SERES scenario. The final ensemble model was an accurate representation of the current distribution of meadows in Patagonia and indicates they are severely under-represented within protected areas. I determined that overall meadow abundance is going to decrease by 2050 given the changes in climate. However, there were two contrasting trends: severe reduction of meadows in northwest Patagonia and Tierra del Fuego Island, and an expansion of suitable areas for meadows in the south and a small section in the northwest. This first regional map of meadow distribution across Argentinean Patagonia and information on meadows vulnerability to climate change represent key information for planning actions to conserve this critical habitat.

Geóloga / El Macizo del Deseado se encuentra en la Provincia Santa Cruz, Patagonia Argentina, entre los 46° y 49° S. Está constituido por lavas Neógenas de plateau, las cuales son generadas en un régimen extensional y poseen variados xenolitos que se estudiarán en la presente investigación. Este cuerpo volcánico está formado por basaltos alcalinos, con xenolitos mantélicos en facies de espinela. El objetivo de esta investigación es poder determinar qué tipo de fluido transporta elementos metálicos y precipita sulfuros, y a qué procesos están sometidos los xenolitos, posteriormente a su génesis. Para poder realizar esto, se utilizaron herramientas como microscopio óptico y ablación laser acoplado con una espectrometría de masa A través de la petrografía se observó que los minerales del xenolito son olivino, clinopiroxeno, ortopiroxeno y en menor proporción espinela, los que se encuentran ordenados de mayor a menor según su abundancia, respectivamente. Además, se observaron inclusiones vítreas y vidrio ubicado en fracturas, donde cristalizó minerales como apatito, feldespatos alcalinos, óxidos de titanio (ilmenita, rutilo y armalcolita) y sulfuros. Gracias a la ablación láser, se obtuvo información fundamental sobre la química de los fluidos que transportan metales, obteniendo así, los diferentes procesos a los cuales fueron sometidos. De esta forma, el vidrio secundario se originaría a partir de diferentes mecanismos, como fusión parcial con diferentes grados de deformación y metasomatismo por un agente rico en titanio, y contaminación cortical. Se propone que los xenolitos provinieron del manto litosférico bajo el Macizo del Deseado y durante su ascenso, se fracturaron y fueron intruídos por fluidos que transportaban y precipitaban sulfuros. El vidrio está relacionado con anfíboles y además, este proviene de la infiltración de un fundido de composición basáltica que se origina en la deshidratación del slab oceánico en la zona de subducción obteniendo un fundido por bajos grados de fusión parcial seguido por la percolación de este, en la cuña mantélica.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / Uno de los rasgos más sobresalientes de los Andes Australes es la curvatura de sus principales estructuras incluida la faja plegada y corrida de Magallanes desde una orientación N-S al norte de los 52°S a una orientación ~E-W en Tierra del Fuego. Esta estructura fue descrita por Wegener en el año 1929, postulando que sería producto del movimiento hacia el oeste de América del Sur; en sus reconstrucciones Patagonia habría formado un margen continuo con la Península Antártica. A pesar que más de 100 años han pasado desde la idea original de Alfred Wegener, la pregunta sobre si esta curvatura es producto de un plegamiento oroclinal o bien una estructura heredada es aún tema de debate. Los datos paleomagnéticos herramienta fundamental para discriminar sobre el origen de esta curvatura son escasos en la región, y muchas veces, de calidad cuestionable. En esta tesis, presentaré los resultados de un estudio paleomagnético y de anisotropía de susceptibilidad magnética (AMS) obtenidos a partir de 146 sitios, muestreados entre los 50°S y los 55.5°S. Se muestrearon 85 sitios en rocas sedimentarias marinas de edad Cretácico-Mioceno de la faja plegada y corrida de Magallanes y cuenca de Magallanes; 16 sitios fueron muestreados en rocas sedimentarias marinas y volcánicas de edad Cretácico Inferior correspondientes al relleno sedimentario de la cuenca de Rocas Verdes y a depósitos del arco volcánico que la rodeaba; 4 sitios fueron muestreados en rocas del complejo ofiolítico que formaba el piso oceánico de la cuenca de Rocas Verdes. Finalmente, 41 sitios fueron muestreados en intrusivos del Batolito Fueguino de edad Cretácico-Eoceno. Los resultados de AMS muestran que la fábrica magnética está controlada por procesos tectónicos que, en algunos casos, oblitera por completo la fábrica sedimentaria; hacia el antepaís, la fábrica sedimentaria está mejor preservada. En general, existe una buena correlación entre la lineación magnética y el pliegue de los ejes, a pesar que a escalas locales se observan ciertas diferencias. En las rocas intrusivas del batolito fueguino la fábrica magnética es variable sin una orientación determinada. Los resultados paleomagnéticos obtenidos en sedimentos y roca volcanoclásticas en el área de Isla Navarino y Península Hardy no pasan el test de plegamiento, indicando una remagnetización durante el Cretácico medio. Al observar todos los resultados, vemos que aparece un patrón sistemático de rotaciones, en donde las magnitudes están controladas temporal y geográficamente: las mayores rotaciones se registran en rocas de edad Cretácico medio y en la parte más interna del orógeno (al sur de la Falla Magallanes-Fagnano). Este patrón de rotaciones el patrón de rotaciones fueguino apoya un plegamiento oroclinal de la región interna del orógeno Fueguino asociado al colapso y obducción de la cuenca de Rocas Verdes. Durante esta etapa ocurrieron alrededor de 50° de rotación antihorario, las que continuaron durante el Cretácico Tardío y Paleoceno, concomitante con la exhumación de Cordillera Darwin y el avance de la faja plegada y corrida de Magallanes hacia el antepaís.

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This research aims to understand environmental conflicts generated by large investment projects. Theoretically, this research locates itself within the historical political ecology perspective. It seeks to understand environmental conflicts as a clash of historical representations over the environment that can be traced from the process of dispossession by colonialism and the consolidation of the national state. It is argued that certain places have been constructed as specific socio-natural entities for the reproduction of power relations over nature and people through environmental transformations by discourses and frameworks about environment and society, the establishment of material practices, and the collapsing of biophysical features within political-economy. The case under analysis is the construction of dams in Chilean Patagonia through the HidroAysén project. This project belongs to the transnational company ENDESA and the Chilean private company Colbún. HidroAysén aims to build five dams across two rivers located in the Aysén region in Western Patagonia, a region that has been a scene for the territorialisation of the colonial and postcolonial state over the last four hundred years. The research questions to understand this environmental conflict are: How has Chilean Patagonia been socially constructed in the past? What political economic conditions and discourses enable dams to be built in Chilean Patagonia? Which discourses are in conflict regarding the HidroAysén Project? This research follows a qualitative approach focused on Foucauldian genealogy to understand discourses and representations about the environment. Data have been collected through secondary sources about the history of Patagonia, including accounts from explorations, government reports, scholarly articles, information from the HidroAysén company, and information from the anti-dam campaign Patagonia without Dams. I have also used fifty interviews conducted in Patagonia with people who live in the places that could be affected by the construction of dams. Data have been analysed through the constructionist approach of grounded theory and critical discourse analysis. The main findings are that environmental conflicts have historical and cultural content. Patagonia is a cultural landscape created through the territorialisation of the colonial and postcolonial state, and at the same time, through a process of counter-territorialisation spontaneously performed by settlers. Elites have used Patagonia to increase their power in a material and symbolic way through the mobilization of pre-existing discourses. Therefore, Patagonia does not pre-exist its construction: there is nothing natural about Patagonia but a revisited history of otherness and dispossession. Consequently, environmental conflict over HidroAysén is not only about the hydroelectricity project, but about how territories are constructed and socially and environmentally transformed through the mobilization of representations. The conclusion is that the environmental transformations are one of the most severe forms of inequality.

Geólogo / Se presentan análisis de elementos mayores (S, Fe, Ni, Cu y Co) de 108 sulfuros, así como 28 mapas de distribución de elementos de rayos X, derivados de 31 xenolitos de peridotitas que han muestreado el manto litosférico bajo el Macizo del Deseado (MD) y sus alrededores. Específicamente, en 7 localidades distribuidas dentro (Volcán Auvernia y Gobernador Gregores), en los bordes (Cerro Clark y Tres Lagos) y fuera del Macizo del Deseado (Coyhaique, Cerro del Fraile y Pali Aike). Los xenolitos corresponden a 27 lherzolitas y 4 harzburgitas, en su mayoría equilibradas en facies de espinela, a excepción de 3 de las 4 peridotitas de la localidad Pali Aike, las cuales se equilibraron en las condiciones de las facies de espinela-granate. La química de elementos mayores en roca total de los xenolitos del MD, sugiere mayores procesos de fusión parcial en comparación con las peridotitas localizadas en sus alrededores. Los sulfuros se presentan como minerales accesorios. Se reconocen 4 localizaciones microestructurales de sulfuros: (1) sulfuros aislados en silicatos (SAS); (2) sulfuros alineados (SA); (3) sulfuros en zonas de reacción (SZR) y (4) sulfuros intersticiales (SI). Estas características sugieren distintos procesos de formación de sulfuros en el manto superior y/o durante su transporte a superficie. Los sulfuros identificados, en orden de abundancia, son: pentlandita (Pn), solución solida monosulfurada (MSS), calcopirita (Cp), cubanita (Cb) y pirrotina (Po), que pueden estar presentes como granos aislados o formando agregados de 2 ó 3 fases. Las paragénesis más comunes son Pn+MSS; Pn+Cp; Pn+MSS+Cp y MSS+Cb. La predominancia de sulfuros alineados (SA), en 5 de los 6 xenolitos correspondientes a la localidad de Coyhaique indica que estos sufrieron intensa percolación de fluidos secundarios o metasomáticos. La abundante presencia de texturas de reacción en piroxenos en los xenolitos de la localidad de Cerro Clark, así como las características microestructurales (SZR) y químicas (Pn+Cp/Cb) de sus sulfuros, podrían ser explicadas por la percolación de fundidos ricos en volátiles a bajas razones fundido/roca. Pese a lo evidenciado en la química de elementos mayores en roca total de los xenolitos y a la presencia de abundantes manifestaciones auroargentíferas/polimetálicas en el Macizo del Deseado, las características petrográficas y químicas de los sulfuros contenidos en las peridotitas provenientes de manto litosférico del MD no muestran diferencias claras respecto a aquellas provenientes de localidades vecinas.

The 2011–2012 Cordón Caulle eruption emitted about 1 km3 of rhyodacitic tephra. Dominant westerly winds in the region caused most of the primary tephra to deposit in neighboring Argentina. In addition to the impact of widespread dispersal and fallout of primary tephra during the eruption, Argentina was also significantly affected by remobilization of the primary ash even several years after the climactic phase of the eruption. In this mixed methods study, we combine aspects of natural and social sciences to characterize the ash resuspension events associated with the 2011–2012 Cordón Caulle deposits and assess the impacts on the Argentinian farming community of Ingeniero Jacobacci in the Patagonian Steppe. Our findings show the primary importance of wind, rainfall and ash availability in controlling the occurrence and persistence of ash resuspension events. The role played by these variables was also reflected in the seasonal distribution of events observed. Regarding the impacts, our results complement those of earlier studies and demonstrate that ash resuspension events can exacerbate the negative impact of primary tephra fallout events from the time of deposition to many years after the eruption. Only after five years has the environment and the farming community begun to show signs of recovery. Our findings also highlight the importance of assessing ash resuspension events in multi-hazard scenarios involving volcanic and hydrometeorologic hazards.