Geólogo / El Complejo Volcánico Lonquimay (CVL; 38°22 S y 71°35 W), ubicado en los Andes del sur de Chile, Región de la Araucanía, es un complejo volcánico edificado principalmente durante el Holoceno. Sus productos eruptivos son de composición principalmente andesítico-basáltica y han sido generados tanto efusiva como explosivamente. En las unidad de depósitos piroclásticos del CVL existen tres depósitos de tefra que se formaron entre los 4.800 y 3.100 años AP y se han denominado, de más antiguo a más nuevo, depósito piroclástico de caída La Negra (DCLN), Pewenkura (DCPK) y Manto Amarillo (DCMA). El DCLN está formado principalmente por escorias negras de superficie rugosa y presenta hasta dos intercalaciones de ceniza fina de unos 3 cm en promedio en las facies proximales. El DCPK está formado por pómez de color rosado grisáceo de vesículas grandes, del orden de centímetros, y presenta un nivel basal discontinuo de grandes bombas pumíceas de hasta 20 cm de diámetro. El DCMA está formado por pómez de color amarillo crema y presenta un espesor típicamente entre los 16 - 20 cm. Los tres depósitos estudiados están depositados hacia el E del centro eruptivo donde hoy se encuentra el pueblo de Lonquimay, lo cual implica un riesgo para la comunidad ante futuras erupciones. La altura máxima de sus columnas eruptivas están entre los 19 y 23 km y sus volúmenes van desde los 0,1 a los 0,3 km3 como mínimo. Las erupciones asociadas a los depósitos estudiados han sido clasificadas como moderadas a grandes, de características subplinianas a plinianas y con IEV s de 4. Las erupciones fueron de origen magmático y evidencias de mezcla de magmas en el DCPK sugieren que éste podría haber sido un proceso desencadenados de las erupciones.

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.

Geóloga / Los centros eruptivos Cerro Volcán, Cerro La Quebrada, Volcán Tatio y Cerro La Torta, presentan litologías correspondientes a andesitas de anfíbola, andesitas de piroxeno y riolítas de anfíbola y biotita, calcoalcalinas de alto K, y se edifican por sobre los 4000 m.s.n.m. al sureste del campo geotermal del Tatio, en la Zona Volcánica Central (ZVC), Andes. La evolución de ellos toma lugar en el Pleistoceno Inferior-Superior, con una actividad predominantemente efusiva y litología caracterizada por: (1) gran proporción de fenocristales (20-45%); (2) rango composicional amplio (58-70%SiO2); y (3) variadas texturas de desequilibrio. La actividad eruptiva comienza a los ca. 2,12 Ma con la emisión del domo riotítico que hoy constituye el Cerro La Torta. Posteriormente, a los ca, 1,33 Ma, se dio la erupción de flujos andesíticos que constituyen los centros Volcán Tatio, Cerros Del Tatio y Cerro La Quebrada, en una cadena orientada NE-SW. Finalmente, la emisión de flujos andesíticos a los ca. 0,47 Ma edifica lo que corresponde a Cerro Volcán. En los pies del flanco oeste de este centro, es donde hoy se desarrolla la actividad geotermal de los Géiseres del Tatio. El volcanismo en la zona de estudio se caracteriza, en este periodo, por su migración hacia el norte. Los diferentes lineamientos en los centros, NE-SW y NS, sugieren un fuerte control estructural, lo que favorece el ascenso de magma a través de debilidades preexistentes en la corteza superior. La actividad de las erupciones es efusiva, debido a la falta de depósitos piroclásticos y escarpes de colapso asociados, aunque no se descarta la posibilidad de eventos de baja explosividad con depósitos piroclásticos cubiertos por sucesivas erupciones efusivas, o depósitos erosionados por acción glaciar. Los magmas que originaron las rocas de los centros estudiados ocurren a partir de una fuente con presencia de plagioclasa, anfíbola y ± clinopiroxeno, en lo que se cree una fuente somera con respecto a lo observado por otros autores en rocas volcánicas recientes de la ZVC, en donde se infiere una fuente profunda de alta presión con granate residual presente. Esto difiere con la implicancia general de que los magmas generados en un arco continental con una corteza engrosada debieran poseer una fuerte signatura de granate. Se sugieren reservorios someros para Cerro La Torta y Cerro Volcán, en donde se dio la cristalización de anfíbolas a temperatura, presión, % de H2O y fO2 de 835°C, 135MPa, 4,6%H2O y -11,7logfO2; y, 840°C, 130MPa, 4,6%H2O, y -11,7logfO2, respectivamente. Además se plantea un reservorio más profundo con respecto a los anteriores para el Volcán Tatio, en donde se dio la cristalización de piroxenos (a temperaturas de 1006-1013°C). Se presume una evolución de los centros eruptivos caracterizada por la perturbación de inyecciones de magmas con mayor temperatura respecto a los reservorios someros que explican la composición mineralógica y texturas de desequilibrio observadas. Sin embargo, no se descartan procesos de cristalización fraccionada y asimilación cortical, que son característicos en la evolución de los magmas en la ZVC.

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.

Geóloga / Los volcanes Nevados de Chillán y Copahue se ubican a los 36°50 y 38°S, respectivamente, y forman parte del arco volcánico de la zona volcánica sur (ZVS). Se ubican, además, dentro de una zona transicional morfo-tectónica de primer orden (36°-39°S) entre los Andes Centrales y los Andes Patagónicos. Esta zona posee una corteza moderadamente gruesa, teniendo una atenuación cortical de norte a sur (55 km a los 36°S a 45 km a los 38°S), y se caracteriza por la transición de una faja plegada y corrida Plio-Cuaternaria propagada hacia el antepaís, típica de los Andes de Chile Central, a una deformación Cuaternaria controlada por el Sistema de Falla de Liquiñe-Ofqui (SFLO), el cual constituye el rasgo estructural de primer orden en la ZVS. El objetivo principal de esta memoria es realizar una caracterización geoquímica de las manifestaciones termales superficiales asociadas a los volcanes Nevados de Chillán y Copahue, para determinar el origen de los fluidos termales Para esto se tomaron muestras de gases (fumarolas y pozos burbujeantes) y aguas termales en ambos lugares para luego determinar su composición química e isotópica (D y 18O). La caracterización geoquímica reveló que todas las aguas analizadas de Nevados de Chilllán corresponden a aguas vapor calentadas, con alto contenido de sulfatos. En Copahue no se pudo establecer esto mediante análisis de este estudio debido a que los resultados arrojaron altos errores en el balance iónico asociado a la manipulación posterior al muestreo. Sin embargo, según estudios anteriores, las aguas termales de este lugar también corresponden a aguas sulfatadas vapor calentadas. La temperatura superficial de ambos sistemas varía entre 63°-94°C, para las aguas, y entre 93°-94°C para los gases, con excepción de Pucón-Mahuida en Copahue que tiene una temperatura de 45°C. Las aguas de Nevados de Chillán presentan un pH variable entre ácido y neutro (3-7), en cambio, las aguas termales de Copahue presentan un pH ácido (3-4). Los análisis de isótopos estables (D-18O) muestran que la recarga del sistema hidrotermal, que alimenta las emisiones termales de ambos sistemas, es esencialmente meteórica, aunque en Copahue existiría un enriquecimiento en estos isótopos asociado a una participación de fluidos magmáticos. El geotermómetro de sílice indicó temperaturas entre 150°-200°C para ambos sistemas. Los geotermómetros de cationes indicaron que las muestras de Nevados de Chillán corresponden a aguas inmaduras, que no alcanzan el equilibrio en profundidad. La mayor diferencia entre estos dos sistemas se encuentra en la composición gaseosa. En Nevados de Chillán existe una importante participación atmosférica en la composición gaseosa, atribuible a infiltración de aire en niveles someros. Copahue presenta variaciones dependiendo del lugar. La mayoría tiene aportes desde los sedimentos subductados, mostrando composiciones que son típicas de las zonas de arco. Otras muestran aportes de aguas subterráneas saturadas en aire y otras tienen contaminación por aire relacionado a los sedimentos subductados. Otra diferencia se da en la concentración de CO2 siendo mucho mayor en Copahue que en Nevados de Chillán (hasta 40000 ppm de diferencia). Las temperaturas estimadas mediante geotermómetros gaseosos varían entre 120°-150°C para Nevados de Chillán y 200-250°C. En Copahue existe una marcada influencia volcánica y magmática en la composición de sus emisiones, pero también se encuentran controladas por las condiciones reductoras del sistema hidrotermal presente. En Nevados de Chillán esto no es tan notorio y la geoquímica de los fluidos termales en este lugar refleja procesos superficiales más que de un sistema profundo. Lo anterior tendría relación con las actividades de los volcanes y la profundidad de los sistemas geotermales, siendo más activo y con un sistema geotermal más profundo, el de Copahue. Se presentan dos modelos conceptuales, uno para cada sistema geotérmico. Ambos tienen características de sistemas geotérmicos asociados a fuentes magmáticas, sin embargo varían en profundidad y composición de las fuentes termales. Además que en Copahue existe una serie de fallas que favorecen el flujo de calor y fluidos. Finalmente, se cree que factores como el espesor cortical y la presencia de estructuras podrían ser factores que influyen en la geoquímica de las emisiones termales de estos sistemas geotérmicos, pero, no serían factores determinantes.

Geóloga / El volcán Calbuco inició un nuevo ciclo eruptivo el día 22 de abril de 2015, generando dos pulsos subplinianos. La zona NE de la ribera del Lago Llanquihue, ubicada a los pies del volcán, fue afectada por los depósitos piroclásticos y laháricos dejados por esta erupción. Este evento fue particular al tener señales precursoras de baja magnitud, mostrando un aumento claro de sismicidad solo tres horas antes del inicio de la actividad eruptiva. Además, a diferencia de erupciones pasadas, el ciclo eruptivo principal se desarrolló en un lapso de tan solo 12 horas. En este trabajo se estudió el depósito piroclástico de caída emitido por la erupción del volcán Calbuco, realizando un trabajo de campo y gabinete que permitió su caracterización a macro y micro escala, con el objetivo de determinar la dinámica eruptiva y estimar los principales parámetros físicos de este evento. El depósito de caída fue dividido en cuatro niveles, compuestos principalmente por escorias de composición andesítico basáltica y fragmentos líticos. Los fragmentos juveniles presentan variaciones texturales y morfológicas, teniendo mayor densidad, menor vesicularidad y mayor contenido de microlitos hacia el techo del depósito. Al realizar curvas isópacas de los espesores totales del depósito, se estimó un volumen total de 0,38 km3. Considerando este volumen y las alturas máximas de las columnas eruptivas de cada pulso (15 y 17 km), se infiere que la erupción tuvo un Índice de Explosividad Volcánica 4, y una magnitud e intensidad 4,6 y 10,2 respectivamente. Dada la morfología y textura de los fragmentos juveniles, y teniendo en cuenta la baja presencia de fragmentos líticos (10% vol. como máximo), se concluye que esta erupción tuvo un origen magmático, con un bajo aporte de agua externa hacia el final del segundo pulso. Además, se infiere que el primer pulso eruptivo habría generado el nivel basal, correspondiente a aproximadamente un 15% del volumen total emitido, mientras que el segundo pulso habría emitido un 85%, representado por los tres niveles restantes. Dadas las altas probabilidades de que el volcán Calbuco inicie un nuevo ciclo eruptivo dentro de las próximas décadas, se sugiere incrementar la red de monitoreo volcánico y continuar con la educación sobre el riesgo volcánico en la población aledaña al volcán.

Geólogo / El Volcán Huililco (39°25 S y 71°36'W) es un cono pequeño, de área basal ~3km2 y un volumen estimado <1 km3, ubicado aproximadamente a 25 km hacia el sur del complejo monogenético Caburgua-Huelemolle, y aproximadamente a 10 km al noreste del estratovolcán Quetrupillán, IX región de la Araucanía, Chile. Posee una composición andesita basáltica, de carácter calcoalcalino, asociadas a un margen tectónico de arco continental. Pese a ser clasificado como un cono monogenético, el volcán Huililco presenta evidencias de evolución magmática, principalmente causada por contaminación cortical (interacción con granitos terciarios circundantes) y variaciones composicionales (texturas de desequilibrio y zonaciones), por lo que es posible deducir que existen pequeños reservorios magmáticos, con breves tiempos de residencia, donde los fenocristales se reequilibran constantemente. La morfología, mineralogía y geoquímica observada permiten clasificar al volcán Huililco como un cono monogenético, de IEV 1 a 2, asociado a una erupción de estilo estromboliana, con depósitos de tefra, bombas y lavas. Finalmente cabe destacar que el volcán Huililco es clasificado como un cono monogenético que ha sufrido constantes episodios de contaminación cortical, por ende, es importante acotar la definición de monogenético solo a contextos volcanológicos y temporales (formado por un evento eruptivo), sin asociarlo a composiciones químicas primitivas o a procesos de emplazamiento simples .

Geólogo / Los centros eruptivos Volcán Casablanca (que comprende las unidades Casablanca 1, Casablanca 2 y Casablanca 3), Cráter Rayhuén y Cono Tipo (compuesto por una serie de conos monogenéticos agrupados) están ubicados en el Complejo Volcánico Antillanca, en la Zona Volcánica Sur de los Andes. Su compleja evolución comprende etapas glaciares desde el Pleistoceno Medio hasta el Holoceno. Consisten en basaltos y andesitas basálticas, de composición 50-57% SiO2 en peso y de afinidad calcoalcalina. Predominan las texturas porfírica e intergranular. En general son rocas pobres en fenocristales, aunque el espectro contempla de 10% a 40% de la roca, principalmente olivino y plagioclasa. A través de un estudio composicional en los fenocristales de plagioclasa se demuestra que las texturas de desequilibrio (presentes en las unidades Casablanca 1, Casablanca 2, Casablanca 3 y Cono Tipo) se originan por recargas de magma máfico asociadas a episodios de descompresión. Los patrones geoquímicos de elementos traza (diagramas REE, razones incompatibles) sugieren que existe una fuente mantélica única para todas las rocas, sin evidencias de mezcla o contaminación en su origen. El origen más probable es la fusión parcial de una peridotita de espinela. Un modelo de cristalización fraccionada puede explicar las variaciones desde basaltos a andesitas basálticas en las unidades Casablanca 1, Casablanca 2, Casablanca 3 y Cono Tipo. Las rocas de la unidad Cráter Rayhuén no pueden generarse a partir de este modelo únicamente y requiere mecanismos adicionales de diferenciación para ser explicadas. Se emplea un geotermobarómetro plagioclasa-fundido que indica que las plagioclasas de las unidades Casablanca 1, Casablanca 2 y Casablanca 3 cristalizan en condiciones similares de temperatura y profundidad (1080-1150 °C, 2 a ~15 km) sugiriendo la existencia un reservorio bajo condiciones estables que ha permitido la construcción de un estratocono y el fraccionamiento de la plagioclasa. A una temperatura y profundidad considerablemente mayor, las plagioclasas de la unidad Cono Tipo cristalizan en condiciones de 1160-1200 °C y entre 15 y 25 km, suponiendo una evolución independiente.

Geólogo / La Zona Volcánica Sur está compuesta por volcanes Pleistocenos-Holocenos, calderas y centros eruptivos menores, los cuales han sido estudiados por diversos autores. Entre estos volcanes se encuentra el Volcán Antuco (2987 m.s.n.m), el cual se edificó sobre los depósitos volcánicos del Volcán Sierra Velluda y la Formación Curamallín. Este volcán consta de dos unidades denominadas Unidad Antuco I y Antuco II separadas por un evento catastrófico, donde el cono formado por la Unidad Antuco I colapsó, dejando una caldera en forma de herradura. Los análisis petrográficos geoquímicos y mineralógicos de este estudio muestran cambios en las proporciones de fenocristales y masa fundamental a lo largo de la actividad del volcán. Además de texturas de desequilibrio que evidencian procesos de diferenciación magmática dentro del reservorio. Se clasificaron los fenocristales y como resultado se obtuvieron cuatro tipos de plagioclasas, dos tipos de olivinos, piroxenos en distintas condiciones y composiciones y óxidos de Fe-Ti. A partir de esta información se estimaron datos mediante geotermometría en asociaciones olivino-augita (Loucks, 1996) y olivino-líquido (Putirka, 2008), mostrando rangos de temperaturas de formación para los microlitos de 980 a 1130°C y en los cúmulos de fenocristales de 1155 a 1278°C. Utilizando un modelamiento de equilibrio entre plagioclasas y fundido, se obtuvo una aproximación a la información durante la formación de estos cúmulos evidenciando un calentamiento mínimo de 55°C y valores máximos de descompresión de 1,5 kbar y 1,2 %wt en exolución de agua. Esto implicaría la presencia de un reservorio somero(0-5km), donde los magmas sufrirían procesos de fraccionamiento mineral, recalentamiento por nuevos inputs de magmas más densos, exolución de volátiles y zonas dentro del reservorio donde la proporción de cristales cambia por procesos convectivos internos.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El valle de Lonquimay (38.46°S) se localiza en el extremo septentrional de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui, que se extiende por 1200 km como un sistema transcurrente dextral y que es el elemento estructural dominante del intra-arco de la Zona Volcánica Sur de los Andes. A lo largo de esta zona de falla se emplazan los principales centros volcánicos de la región, algunos de los cuales tienen asociados sistemas geotermales, como Tolhuaca y Sierra Nevada, a unos 20 km al NO y al SO de Lonquimay, respectivamente. Para caracterizar el relleno sedimentario de dicho valle y de finir la estructura geoeléctrica de la región circundante se realizaron estudios geofísicos de gravimetría y magnetotelúrica (MT), los que permiten determinar variaciones en la estructura de densidad y de resistividad del medio en profundidad, respectivamente. El trabajo de adquisición de datos se llevó a cabo en tres campañas de terreno, en las cuales se registraron 196 puntos de gravimetría y se instalaron 9 estaciones de MT en el área de estudio, más una estación remota situada a unos 10 km al ONO del pueblo de Lonquimay. Los datos gravimétricos fueron procesados para obtener la Anomalía de Bouguer Completa, con la cual se de finió un modelo de profundidad de la cuenca sedimentaria del valle; mientras que con los registros de magnetotelúrica se calculó el tensor de impedancia Z, y se obtuvieron curvas de resistividad aparente y fase para cada estación, con las cuales se realizaron modelos unidimensionales de resistividad en función de la profundidad. Posteriormente, se efectuó un análisis de resistividad y dimensionalidad en base a elipses del tensor de fase y fl echas de inducción. El modelo gravimétrico indica que la cuenca presenta dos depocentros, de 360 y 260 metros de profundidad. Posiblemente se trate de un solo gran depocentro separado por alguna estructura que alza la parte central del valle. La morfología de la cuenca indica que el relleno sedimentario aumenta en dirección SE, apoyando la hipótesis de un modelo de hemi-graben. Las unidades localizadas al norte de la cuenca corresponden a rocas de baja densidad del miembro Guapitrío de la Fm. Cura-Mallín, posiblemente de alta porosidad y permeabilidad que, sumado a la fracturación e hidratación a las que están expuestas, facilitarían la circulación de fl uidos en profundidad. Los modelos 1D y las elipses del tensor de fase dan cuenta de dos secciones de baja resistividad situadas en la unidad geológica anteriormente mencionada: una bajo las estaciones S2 y S14 de MT, a unos 150 y 400 metros de profundidad, respectivamente, y de 250 metros de espesor, cuya resistividad alcanza los 6 [Ohm-m]; y otra bajo la estación S13, situada a una profundidad mayor. Las características eléctricas que defi nen a estas regiones como zonas conductoras pudiesen estar asociadas a la presencia de fluidos relacionados con algún sistema geotermal de baja temperatura independiente, o bien, con una zona de outflow de alguno de los sistemas geotermales presentes al oeste del valle de Lonquimay.