Geóloga / El principal objetivo de este trabajo es modelar los lahares que se generan en el flanco Norte del volcán Villarrica, por medio de los programas computacionales LAHARZ y RAMMS, los cuales están diseñados para reproducir los patrones de inundación de distintos tipos de flujo. Estos se calibraron con datos empíricos del volcán para el desarrollo de este estudio. Se eligió el Volcán Villarrica para este trabajo debido a que es uno de los volcanes más activos de Sudamérica, y se mantiene en constante monitoreo, por estar cerca de varias localidades, entre ellas Pucón, una ciudad turística de 33.000 habitantes. Esta ciudad se ubica sólo a 15 km del cráter del volcán y los principales cauces que se dirigen a las zonas aledañas son el río Turbio, el río Pedregoso y el estero Zanjón Seco. La metodología que se utilizó en este estudio fue el uso de varios escenarios de simulación, en los que se emplearon dos modelos de elevación de terreno topográficos, uno con curvas de nivel cada 30 m (baja resolución) y otro con curvas de nivel cada 10 (alta resolución). Los volúmenes que se consideraron para los lahares variaron entre 10x106 y 40x106 m3. Se utilizaron dos métodos de liberación del material de los lahares, uno consistente en la liberación del total del volumen en un único pulso, y el otro en la liberación de varios pulsos hasta alcanzar un volumen total determinado. Con este último método se va variando la topografía con cada nueva descarga. En las simulaciones realizadas en LAHARZ con varias oleadas por el estero Zanjón Seco, los flujos con volúmenes de más de 2.5x106 m3 alcanzan el flanco Este de la ciudad de Pucón. En contraste, en RAMMS los flujos con volúmenes superiores a 1.5 x106 m3 produjeron patrones similares. De este modo, en términos generales se observa que las simulaciones con pulsos en LAHARZ abarcan más áreas. En cambio, en las simulaciones realizadas en RAMMS no se ven diferencias entre las simulaciones con ambos métodos de descarga. Además, las áreas de inundación obtenidas con los mismos volúmenes en RAMMS son más extensas que las producidas con LAHARZ. Los resultados indican que los lahares de un volumen mayor o igual a 10x106 m3 presentan problemas (simulaciones incompletas o patrones segmentados) debido al gran volumen de información procesada, en especial dentro del DEM de alta resolución. Es por esto que para analizar lahares o flujos de volúmenes similares, no sería provechoso el uso de un DEM de mayor resolución. Finalmente, se obtiene del análisis de los modelos computacionales que las simulaciones que mejor aproximaron los patrones que han seguido los lahares históricamente, son las producidas en RAMMS. Si se comparan los resultados obtenidos con dicho programa y el mapa de peligros se puede notar que las áreas de peligro alto y muy alto son las mismas que determinan los resultados de las simulaciones con los volúmenes entre 10x106 y 20x106 m3. Además la ventaja que tiene este programa es que las ecuaciones de simulación involucran la física del flujo en estudio, por lo que se obtiene además información de las velocidades y alturas de ellos. Para el caso en estudio la máxima velocidad que alcanzarían los flujos es de 25 m/s, la altura de 25 m y el tiempo de llegada mínimo a la ciudad de Pucón sería de 43 minutos.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / La mayor parte de los centros eruptivos menores de los Andes del sur están ubicados sobre la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO), una estructura mayor (>1000 km de extensión) de rumbo NS, y cercanos a volcanes mayores: los estratovolcanes. Sin embargo, las relaciones genéticas entre estos dos tipos de volcanismo es, todavía, pobremente conocido. Esta contribución compara parámetros composicionales y condiciones de presión y temperatura pre- y syn-eruptivas entre las lavas basálticas de los Centros Eruptivos Menores Caburgua-Huelemolle (CEMCH) y la lava andesita-basáltica de la erupción de 1971 del Volcán Villarrica, ubicado a 10 km de los CEMCH. Olivinos y clinopiroxenos se encuentran como fenocristales y formando parte de cúmulos cristalinos de las lavas estudiadas. No muestran marcadas diferencias composicionales, excepto por la composición más dispersa de los clinopiroxenos. Los fenocristales de olivino comúnmente tienen inclusiones de Cr-espinelas. Los fenocristales de plagioclasas se encuentran como fenocristales de 0.7 a 2.0 mm de largo o como microlitos en una matriz sin vidrio. Dos grupos de fenocristales de plagioclasa se identificaron en la lava de 1971 basados en el tamaño de los cristales, texturas de desequilibrio y patrones de zonación. Los microlitos de plagioclasa ocupan ~ 85 % del volumen de la masa fundamental. Las temperaturas pre-eruptivas del reservorio tipo CEMCH está entre 1162 y 1165 ± 6 °C y a presiones entre 7.7 y 14.4 kbar, lo que implica la existencia de un reservorio profundo, fueron obtenidas por geotermobarometría en olivino-clinopiroxeno. Probablemente el reservorio se ubica en el límite corteza manto (10 kbar). Además se obtuvieron escalas de tiempo a partir de los patrones de zonación de los cristales de olivino a partir de condiciones inferidas de un reservorio usando MELTS. Las mínimas escalas de tiempo van entre 11.3 y 78 días y solamente pueden ser explicadas por la presencia de al menos un reservorio en la corteza superior, de otro modo el magma en ascenso se solidificaría antes de llegar a la superficie. Los máximos intervalos de tiempo de la formación de la zonación de los cristales de olivino es de 121 días, lo que representaría el máximo tiempo de residencia en el reservorio de la corteza inferior. Por otro lado, los fenocristales de la lava de 1971 del Volcán Villarrica tienen registros de dos etapas o pausas en el ascenso de magma hasta la superficie: 1,208 ±6 °C y 4.6 - 9.8 kbar (reservorio profundo) y 1,168 - 1,175 ±6 °C y ≤ 0.54 kbar (reservorio de poca profundidad). En este último, un calentamiento previo a la erupción de 1971 del Villarrica es grabado en los bordes más anortítitcos de los fenocristales de plagioclasa. Los tiempos de residencia de los CEMCH, de máximo 121 días, son mucho más cortos que aquellos calculados para el Volcán Villarrica, que sería del orden de décadas. La presencia de la ZFLO bajo los centros eruptivos menores facilitaría el ascenso de magmas y disminuiría el tiempo de residencia de los magmas en la corteza.

En el presente trabajo se determinaron las características glaciológicas del volcán Villarrica en el Último Máximo Glacial (UMG), la Pequeña Edad del Hielo (PEH) y el presente. La estimación del volumen de hielo y de otras variables glaciológicas (altitud línea de equilibrio, área, longitud, espesores) se realizó a través de la confección de un modelo que tiene como principales indicadores de construcción a ciertas condiciones del flujo del hielo y la evidencia geomorfológica. Con las condiciones glaciológicas actuales se calibró dicho modelo y se proyectaron hacia el pasado las variables que integran el modelo.

Geólogo / La erupción de 1971 del volcán Villarrica tuvo una duración de dos días en los cuales se produjeron dos coladas de lava que fluyeron por el Valle pedregoso y por el valle del Chaillupén, con extensiones de 6 y 14 km, respectivamente. La actividad previa estuvo marcada por desgasificación aproximada de dos meses. El flujo de lava más extenso (valle del Chaillupén) constituyó una colada de tipo Aa. Esta colada fue muestreada con la intención de establecer una relación entre la cristalización sin-posteruptiva y la desgasificación. Para este estudio se extrajeron muestras de distintos horizontes verticales y de dos lugares distintos del flujo. Uno proximal en un levee y otro distal en un frente de lava. De estas muestras se obtuvieron imágenes de piroxenos, plagioclasas y óxidos de hierro-titanio mediante un microscopio electrónico de barrido FEIQuanta 200MK2 SEM. Para la caracterización de las vesículas se utilizaron imágenes fotográficas de las muestras. Las imágenes fueron modificadas mediante el software INCA y analizadas utilizando el software JMicroVision y CSD corrections. Se encontraron CSD convexos en las fases de plagioclasa y piroxenos, no así en la de óxidos de hierro. Los BSDs presentan convexidades más pronunciadas, con poblaciones de vesículas considerablemente menoress que los CSDs. Para analizar estos CSDs se utilizaron diagramas bilogarítmicos y de función de distribución acumulada. Los diagramas de distribución de cristales utilizados permiten señalar que la distribución de plagioclasas en ambos set es fractal mientras que la de piroxeno es lognormal. En el caso de plagioclasa, las dimensiones fractales encontradas se condicen con una fuerte correlación entre las variables involucradas (log tamaño-log población) y una baja complejidad. La tasa de crecimiento utilizada entrega tiempos que se adecúan al escenario geológico ocurrido en la erupción del volcán Villarrica. Por otro lado, los BSDs permiten comprender el principal mecanismo de crecimiento de burbujas en la colada de lava, siendo este la coalescencia. Si bien las poblaciones de plagioclasa y vesículas siguen distribuciones fractales dadas por una ley potencia, no es posible establecer ninguna relación temporal significativa entre ambas, para sortear este problema se proponen dos alternativas, aumentar el tamaño de las vesículas estudiadas y disminuir el tamaño de cristales a un valor significativo, cinéticamente hablando. / Este trabajo ha sido financiado por el Centro de excelencia en geotermia de los Andes, CEGA

Geólogo / Las manifestaciones termales ubicadas en torno al volcán Villarrica fueron estudiadas con el fin de analizar los procesos que las afectan y establecer las condiciones de equilibrio en pro-fundidad de los mismos mediante el uso de técnicas estadísticas. Para el cálculo de las tem-peraturas se utilizó el software GeoT, el cual es capaz de determinar con mayor certidumbre las temperaturas subsuperficie de las manifestaciones termales que las herramientas de geo-termometría clásica. El análisis jerárquico permite establecer que la influencia volcánica ejerce un control mayor sobre la química de las manifestaciones termales, no así la litología dominante, que pasa a un segundo plano. Además, existe un grupo que guarda una gran relación con el agua meteóri-ca. Por otro lado, el análisis de componentes principales (ACP) revela los principales proce-sos que explican la varianza de la geoquímica de las aguas termales, como lo son la interac-ción agua-roca y una fuente profunda de HCO3, posiblemente un gas rico en CO2. Por otro lado, el ACP indica que existe otro proceso que aporta sílice al sistema distinto a la interac-ción agua-roca, representado por las variables de temperatura y pH. En cuanto a la geotermometría, el geotermómetro de sílice fue corregido por pH y dilución a modo de representar mejor las condiciones en profundidad. Estos resultados no concuerdan con los obtenidos a partir de geotermómetros de cationes, en donde Na/K tiende a sobrees-timar las temperaturas, y K/Mg y Na-K-Ca a subestimarla, pero presentan una buena corre-lación con los resultados de la geotermometría multicomponente obtenidos mediante GeoT, que se asumen como los más representativos. Así, las mayores temperaturas se encuentran en las manifestaciones termales en torno al volcán, con rangos entre 130 - 150°C, mientras que las manifestaciones ubicadas al norte de este presentan rangos de 90 - 110°C. Por otro lado, las manifestaciones termales de la zona sur tendrían temperaturas en profundidad de 105 - 115°C. Las áreas termales con mayor temperatura estimada presentan las mayores ra-zones de B/Cl del área de estudio y se encuentran vinculadas a las fallas transversales andi-nas. Los resultados obtenidos indican que estas herramientas pueden ser utilizadas de manera exitosa para interpretar procesos y condiciones de subsuperficie de las manifestaciones ter-males, aunque es recomendable ampliar el número de muestras para que los métodos esta-dísticos adquieran mayor robustez y constreñir los parámetros que requiere GeoT a modo de tener mayor fiabilidad en las temperaturas estimadas.

Geólogo / En la zona norte del volcán Villarrica las unidades más relevantes en términos de dimensiones y de poder albergar sistemas hidrotermales son: 1) El Batolito Norpatagónico compuesto principalmente por granitoides del Cretácico y Mioceno 2) Las unidades volcánicas y volcanoclásticas del Cenozoico tales como las que se encuentran en la cuenca de Curamallín (Oligoceno-Mioceno), las cuales prácticamente desaparecen al sur del volcán. Por otro lado hay distintos procesos que pueden afectar la composición de las aguas termales: mezcla, ebullición, interacción con vapores o fluidos de origen magmático, distintas fuentes del fluido que compone el reservorio, cambios de temperatura, entre otros, pero uno de los procesos más importantes que determina dicha composición es la interacción química con las unidades de roca que albergan al reservorio hidrotermal. En este trabajo se plantea que la composición de los fluidos hidrotermales está importantemente controlada por procesos de interacción calor-fluido-roca con las unidades volcánicas y volcanoclásticas anteriormente mencionadas, por esto, con el objetivo de determinar la relevancia de los procesos de interacción con dichas rocas, se han realizado experimentos de alteración en sistemas cerrados a temperatura constante en un reactor químico. Junto con esto, se realizaron modelos geoquímicos con el fin de predecir los resultados de la alteración geotermal en las muestras seleccionadas. Los resultados de los experimentos con reactor químico muestran similitudes con las aguas termales del área de estudio. Además, los modelos geoquímicos son consistentes con los resultados del reactor. De esta forma, la metodología experimental utilizada en este trabajo permite un mayor entendimiento de los procesos de alteración geotermal que actúan en la zona estudiada confirmando de alguna forma la relevancia de los procesos de interacción calor-fluido-roca y en particular de la interacción con las unidades volcánicas y volcanoclásticas al norte del volcán Villarrica.

Geóloga / El flujo de lava asociado al evento eruptivo de 1971 del volcán Villarrica es de composición basáltica y posee características de flujo transicional entre pahoehoe y a a . Su potencia fluctúa entre 13 m y 4 m y alcanza una extensión de 16,5 km la cual, de acuerdo a la literatura, fue alcanzada en apenas 48 horas. En la vereda opuesta se encuentra la colada de lava asociada al cono Navidad. Esta posee un amplio registro sobre su avance elaborado mediante observación durante el mismo evento eruptivo (Naranjo et al., 1992). Se caracteriza por su lento avance, recorriendo 10,2 km desde su fuente en 330 días. Este flujo presenta características transicional entre a a y bloques, y un espesor que aumenta hacia el frente alcanzando casi 50 m. A través de la caracterización petrográfica y morfológica de los depósitos antes mencionados, los cuales poseen grandes diferencias tanto en el estilo eruptivo como en su morfología, se obtuvieron los parámetros eruptivos que caracterizaron estas erupciones. Para ello, se utilizaron modelos basados en una dinámica del flujo de lava controlada por el frente del mismo, y el cual puede ser modelado de acuerdo a una reología de tipo Herschel-Bulkley. Se asume además que el levée más externo que presenta la colada es representativo tanto de la altura máxima que esta alcanzó así como de su reología. Los modelos utilizados son el de velocidad media para un flujo con reología Herschel-Bulkley para el flujo de lava del volcán Villarrica, mientras que para el caso de la colada del cono Navidad se usó el modelo basado en una fuerza de retardo debido al yield strength de la corteza como causante principal de la detención de la colada. Los resultados obtenidos tras la aplicación de estos modelos muestran una gran similitud con los registros históricos. Para el flujo del volcán Villarrica se determinó un tiempo total para su emplazamiento de 42 horas y una tasa eruptiva promedio de 140 m3∙s-1 en comparación a 173 m3∙s-1 de acuerdo a Moreno.,(1993). Para el caso del volcán Navidad, se determinó una duración de 288 días y una tasa eruptiva promedio de 8 m3∙s-1 bastante similar los 11 m3∙s-1 de acuerdo a Moreno y Gardeweg (1989). Del análisis realizado se desprende que flujos con altas tasas eruptivas, de corta existencia y extensos, su avance está dominado por la reología interna de la colada, vale decir, consistencia y yield strength, mientras que flujos con bajas tasas eruptivas, cuyo emplazamiento conlleva un lapso de tiempo considerable, forman una corteza lo suficientemente importante para ser la causante de la dinámica que sigue el flujo durante su avance y finalmente su detención.

Geólogo / El Volcán Villarrica (39°25′12″S, 71°56′23″W, 2.847 msnm) es un estratovolcán del centro sur de Chile, desarrollado durante el Pleistoceno superior y el Holoceno, y que ha emitido productos principalmente de composición basáltica a andesítica basáltica. Sus más de 60 erupciones registradas desde 1558, lo convierten en uno de los volcanes más activos de Chile y Sudamérica, y su extensa cobertura glacial y nival, con un volumen equivalente en agua estimado en 2,7 km3, hacen que la generación de lahares o flujos de detritos volcánicos sea uno de los procesos más peligrosos para la zona aledaña al volcán. En este contexto se ubica la ciudad de Pucón, a cerca de 16 km del cráter, y que se encuentra rodeada por quebradas que drenan al Villarrica y que representan caminos para los flujos laháricos, como lo son la quebrada Zanjón Seco, el río Turbio y el Pedregoso. El presente trabajo realiza un análisis cuantitativo del riesgo de inundación por lahares para la comuna de Pucón; esto se logra por un lado, evaluando el peligro, mediante la utilización del modelo numérico Laharz, que simula las áreas inundadas en función del volumen inicial del flujo para distintos escenarios eruptivos, cada uno con una frecuencia esperada, y además incorporando criterios geológicos, hidrológicos y geomorfológicos; y por otro lado, evaluando la vulnerabilidad en base a 3 parámetros sociodemográficos como son (1) los grupos etarios y la proporción de discapacitados, (2) la densidad de población, y (3) el grado de escolaridad. Los resultados muestran que existen zonas bajo alto o muy alto riesgo, en los sectores de Quelhue, El Turbio, y el sector sureste del área urbana de Pucón. En cuanto a la metodología, dada las limitaciones del modelo numérico para evaluar el peligro, y a su alta sensibilidad frente al modelo de elevación digital (DEM), se propone una metodología combinada, basada en la cuantificación de las áreas de inundación entregadas por el modelo Laharz, y también en la interpretación geológica del lugar.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / El presente trabajo presenta un nuevo método para desarrollar Crystal Size Distributions (CSD), un tipo de análisis textural cuantitativo que compara la densidad de población de cristales respecto a su tamaño. Basado en la modelación de la curva de distribución acumulada del tamaño de cristales a través de una función error, se obtienen CSD los que permiten calcular tasas de crecimiento y nucleación de distribución gaussiana asimétrica con respecto al tiempo. Este procedimiento fue aplicado en una muestra de la erupción de 1971 del volcán Villarrica entregando el tamaño límite que distingue microlitos de fenocristales y mostrando un fuerte incremento de las tasas de crecimientos y nucleación de cristales en 2 y 8 órdenes de magnitud, respectivamente, producto del ascenso de magma y cristalización en superficie. Este procedimiento también fue aplicado en cuarzo-monzodioritas del Plutón La Gloria, entregando una distribución sigmoidal de la fracción volumétrica de cristales con respecto al tiempo la que puede ser dividida en 3 etapas diferentes: una primera que muestra un muy bajo incrementos de la fracción volumétrica, la cual coincide con el pico de la tasa de crecimiento, una segunda que muestra un alto incremento de la fracción volumétrica, la cual coincide con el pico de la tasa de nucleación y una tercera que muestra una segunda disminución debido al bajo volumen disponible para nuclear nuevos cristales y recrecer antiguos. A pesar de los aportes que genera este nuevo método, el CSD seguiría siendo insuficiente para identificar distintos procesos magmáticos tales como ascenso de magma respecto a cristalización en superficie o mezcla de magmas, calentamientos o sistemas multireservorios. Es por esto que se acoplan los parámetros cinéticos de cristalización calculados a partir de CSD con la composición de plagioclasas ya que ambos dependen tanto de la temperatura como de la presión de agua. El modelo de acoplamiento es aplicado a la erupción de 1915 del Volcán Lassen Peak. Se registran dos procesos de calentamiento previo a la erupción, el segundo producto de mezcla de magmas dacíticos y andesíticos. Se registran condiciones estables del reservorio dacítico a presión de agua de 200 MPa, 830 ºC generando plagioclasas de contenido de anortita alrededor de 0.37 con lo que se infiere una cota mínima de profundidad del reservorio de 7 km. Posterior al calentamiento se registra una etapa de devolatilización a una temperatura estable de 940 ºC y el ascenso de magma el cual ocurriría en 18 horas.