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Seminario para optar al títuo de Ingeniero Comercial, Mención Economía / La región de Tarapacá se sitúa en la zona norte de Chile, la que se caracteriza por su aridez y por la presencia de uno de los desiertos más secos del mundo: el desierto de Atacama. A pesar de que las condiciones son en muchos casos inhóspitas para vida, en la región existen variados ecosistemas que proveen bienes y servicios (conocidos como servicios ecosistémicos), y proporcionan bienestar en diversos ámbitos a las comunidades humanas. Uno de estos ámbitos corresponde a la creación de herencia cultural y de conocimiento, que se basa en la relación del hombre con la naturaleza, y en la información que aquella le proporciona. En el marco de un estudio de valoración de servicios ecosistémicos (SE) para la región de Tarapacá, se llevó a cabo, en este Seminario de Título, una valoración de los SE culturales y de información identificados en la región. Se valoraron cuatro servicios: la creación de conocimiento e investigación científica, la conservación de material histórico, la observación astronómica y la herencia cultural ligada a las fiestas tradicionales. Se obtuvo un flujo total asociado a los SE valorados de $17.013.023.883 al año, lo cual corresponde a una subestimación de su valor total. En este estudio se lleva a cabo en primer lugar una descripción de los conceptos necesarios para realizar una valoración de servicios ecosistémicos culturales, y luego se aplica para el caso específico de la región de Tarapacá, Chile.

Geólogo / La Granodiorita Cerro del Pingo (GCP) corresponde a un intrusivo epizonal de edad Cretácico Inferior (ca. 130 - 127 Ma), compuesto por granodioritas y tonalitas de biotita y anfíbola de grano medio y tonalitas de piroxeno, el cual se encuentra emplazado directamente al este de la rama oriental del Sistema de Fallas de Atacama (SFA). En su extremo sur, la GCP presenta localmente una foliación mesoscópica subparalela a la traza del SFA y, a lo largo de su borde occidental, desarrollo de milonitas y protomilonitas asociado a la actividad transcurrente sinestral de dicho sistema. Varios procesos han sido planteados para explicar el origen de las fábricas desarrolladas en plutones graníticos; algunos se refieren a procesos propios de la dinámica interna de la cámara magmática (e.g. Gutiérrez et al., 2013), mientras que otros las atribuyen a la actividad tectónica sin- y/o post-emplazamiento (e.g. Wilson et al., 1999). Por otro lado, el estudio estructural de plutones graníticos ha avanzado debido al uso de la técnica de anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM). Esta técnica ha sido capaz de proporcionar una descripción cuantitativa de la fábrica magnética, la que usualmente es coaxial a la fábrica magmática. De esta manera, el objetivo de este estudio es interpretar el origen de la fábrica magnética presente en la GCP. Para lograrlo se realizó un estudio de ASM y de las propiedades magnéticas de este plutón. Se muestreó el plutón en 38 sitios obteniéndose 386 especímenes orientados in situ. La orientación y magnitud de los ejes principales del elipsoide de ASM fueron determinados mediante un susceptibilímetro Kappabridge KLY-3S, con una resolución de 3 x 10-8 SI. Además, se realizaron mediciones de temperatura de Curie en muestras seleccionadas de las distintas facies de la GCP, en conjunto con análisis petrográficos orientados a identificar los minerales portadores magnéticos presentes. Por último, se realizó un análisis macro- y microestructural de la GCP y las milonitas del SFA, para establecer la cinemática de los desplazamientos ocurridos a lo largo de la rama oriental del SFA y examinar el estado en que la GCP adquirió la fábrica magnética. Los resultados indican que la fábrica magnética de las facies granodioritas y tonalitas de biotita y anfíbola se encuentra definida por magnetita, mientras que en la facies tonalitas de piroxeno ésta se encuentra definida por piroxeno o, eventualmente, por una combinación entre piroxeno y magnetita. Por otro lado, la fábrica magnética es principalmente oblata y muestra dos patrones bien definidos al interior del plutón. Por un lado, la mitad occidental del plutón (próxima al SFA) se encuentra caracterizada por foliaciones subverticales y lineaciones subhorizontales, ambas con orientación NNE a NS; mientras que la mitad oriental del plutón (distal al SFA), presenta foliaciones subhorizontales de rumbo variable y lineaciones subhorizontales de orientación NE a EW. Las fábricas registradas en la mitad occidental del plutón son consistentes con el campo de deformación regional inducido por la actividad transcurrente sinestral de la rama oriental del SFA, por lo tanto, se interpreta que estas fábricas se desarrollaron durante emplazamiento sintectónico. En tanto, la fábrica oblata subhorizontal registrada en la mitad oriental del plutón sugiere que el magma intruyó lateralmente a través de una discontinuidad horizontal en el basamento, desarrollándose un emplazamiento activo en este sector del plutón.

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The Cosmic Microwave Background (CMB) serves as a powerful backlight, illuminating thestructures throughout the universe. As the CMB photons travel to our telescopes from the surface of last scattering, their interactions with matter imprint detectable signatures in the CMB spectrum, known as the CMB secondary anisotropies. Among these late-time phenomena, the Sunyaev–Zel’dovich (SZ) effect—caused by scattering of the CMB photons off free electrons—is one of the most powerful, providing a unique window into the pressure and density of the electron gas. As the ionized gas and its feedback on the underlying dark matter distribution via high-energy processes present a significant obstacle to obtain precise cosmological constraints from the matter power spectrum, the SZ effect serves as an invaluable tool to address these challenges. This thesis uses the measurements of the CMB secondary anisotropies, particularly the SZ effect, from the state-of-the-art experiments, the Planck satellite and the ground-based Atacama Cosmology Telescope (ACT), in combination with Large-Scale Structure data to probe the ionized gas in distant galaxies. Chapter 2 presents the second measurement of the kinetic SZ effect in the unWISE galaxies with Planck using the projected-fields estimator. This work concludes that the ionized gas abundance in these galaxies matches the primordial-CMB predictions. Chapter 3 describes the work done to model the galaxy-halo connection of the unWISE catalog with Planck CMB lensing data using the halo model framework. It constrained the halo masses of these samples to ≈ 2 ×10¹³ _⊙/ℎ, and found that they are dominated by central galaxies, rather than satellites. These constraints can be directly used in other cross-correlations of unWISE with, e.g., the tSZ or the kSZ effect in the halo model with the upcoming CMB experiments. Chapter 5 discusses the ongoing work of cross-correlating the Dark Energy Survey Maglim galaxies with the thermal SZ maps from ACT. It measures very extended pressure profiles around Maglim, which suggest strong feedback activity in low mass objects, pushing the ionized gas far outside of the halo. This thesis also presents novel techniques to tackle the key systematics in cosmological cross-correlations. The analysis of Maglim galaxies employs the new Cosmic Infrared Background (CIB) cleaning technique, the moment-deprojection method, which ensures that the measurement is robust to this foreground. Chapter 4 discusses three new methods to remove the CIB and tSZ contamination, using the external Large-Scale Structure data which show a large correlation with both fields (e.g., the unWISE catalog). With the new methods presented, it is possible to remove those contaminants to enhance the measurements of the blackbody component of a CMB map. The results presented in this thesis offer a unique window into the baryons residing in distant galaxies through the SZ effect, confirming there is no missing baryons, and indicating that the feedback is stronger than predicted in simulations. These analyses lay the groundwork for cross-correlations of the upcoming high-resolution, low-noise CMB experiments such as the Simons Observatory, and high density galaxy surveys, including DESI, Euclid, or LSST. The upcoming measurements will yield precise constraints on gas physics, transforming our understanding of galaxy formation, and enabling cosmological constraints from the matter power spectrum, where baryons currently represent the primary uncertainty.

Pendant l'Eocène Moyen, dans la région du désert d'Atacama, Nord Chili, la mise en place de porphyres et la déformation synchrone de la Précordillère aboutissent à la formation de clusters importants de dépôts de cuivre supergènes et exotiques, actuellement en cours d'exploitation. La formation de ces dépôts métallifères résulte de l'interaction entre la tectonique, l'érosion et le climat. La nature et la chronologie de ces interactions sont encore débattues. Ce travail de doctorat se concentre sur la quantification des processus géomorphologiques, tectoniques et érosifs, sur le versant ouest des Andes, autour de 23°S dans le District minier Centinela situé dans la Précordillère. Vingt-neuf nouvelles données thermochronologiques basse-température et leur modélisation indiquent que les porphyres cuprifères mis en place à faible profondeur durant l'Eocène moyen étaient déjà exhumés près de la surface à l'Oligocène moyen. Il existe un intervalle de temps de cinq millions d'années entre l'exhumation du porphyre qui constitue la source primaire de cuivre et le dépôt secondaire de cuivre dans le district de Centinela daté par les méthodes 40Ar/39Ar et K/Ar. Cette relation suggère que les dépôts de cuivre secondaires ont eu lieu lorsque les reliefs étaient déjà aplanis. Un dépôt exotique cuprifère syn-sédimentaire s'est formé dans le bassin continental du district Centinela. Des échantillons de sable ont été prélevés entre 135 et 13 mètres de profondeur dans les mines El Tesoro et Mirador. Les concentrations en 10Be et 21Ne de quatorze nouveaux échantillons ont permis de déterminer l'âge du dépôt et de contraindre les paléo taux de sédimentation des derniers 14 Ma. L'étude permet de dater le dépôt exotique à ~12 Ma et suggère qu'il a eu lieu lors d'une quiescence des taux d'érosion, confirmant l'idée que les dépôts supergènes de cuivre en milieu aride ont lieu après l'aplanissement des reliefs. Ces résultats confirment aussi que les taux d'érosion ont drastiquement chuté après 10-12 Ma, quand l'hyperaridité s'est établie. Ce travail de thèse illustre la balance nécessaire entre l'exhumation et les taux de précipitation pour former des minéralisations secondaires de cuivre et les conserver. / During the Middle Eocene in the Atacama Desert region (northern Chile), the intrusion of porphyries and the synchronous deformation of the Precordillera resulted in the formation of important clusters of supergene and exotic copper ore deposits that are currently exploited. Such metal ore deposits result of the interaction of tectonics, erosion and climate, for which both timing and relations remain debated. This PhD study focuses on the quantification of geomorphological, tectonic and erosive processes to understand their relationship in the Andean western slope around 23°S in the Centinela district in the Precordillera. Twenty-nine new low-temperature thermochronological data and their modelling indicate that shallow porphyry copper emplaced during mid-Eocene were quickly exhumed near the surface by the early Oligocene. There is a five million years-long time gap between the exhumation of primary source of copper and the ~25-12 Ma range of existing 40Ar/39Ar and K/Ar ages of secondary mineralization in the District. This suggests that supergene copper related deposits occurred when the reliefs where already flattened. A syn-sedimentary exotic copper mineralization was deposited in an intra-mountainous basin in the Centinela District. We sampled sand at different depths between 135 and 13 meters in the Tesoro and Mirador open-pit mines, one of them including this exotic deposit. The 10Be and 21Ne concentrations of fourteen new samples were used to determine the exotic deposit age and to constrain the paleo-sedimentation rate for the last 14 Ma. The study dates the exotic deposit at ~12 Ma and suggests that this mid-Miocene exotic layer occurred during an erosive quiescence, confirming the view that supergene copper mineralization occurs during a stage of slower geomorphic activity in arid environments. The results also confirm that the erosion rates drastically dropped after 10-12 Ma, when the hyperaridity was established. This study highlights the necessary balance between exhumation and precipitation rates required to form secondary copper.

Tesis no disponible a texto completo / Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Los espacios naturales que habitan los pueblos originarios cumplen diferentes funciones que contribuyen al bienestar de las personas, tanto en lo material como en lo espiritual. Muchas de estas áreas coinciden con sitios de interés de conservación, lo que genera potenciales conflictos que pueden ser gestionados de manera más efectiva mediante las herramientas de planificación que incorporen la participación de las comunidades locales. En el presente estudio, se propone un plan de monitoreo participativo para el Área Silvestre Protegida Privada Los Huascoaltinos (Región de Atacama, Chile). Primero, se efectuó una jerarquización de las distintas unidades territoriales y objetivos de monitoreo según niveles de importancia, para lo cual se utilizó la consulta a informantes claves de la Comunidad y la aplicación de una versión modificada de la Matriz de Leopold para contrastar la percepción de la Comunidad acerca de las amenazas sobre las zonas de uso prioritarias. Como resultado de esto, se obtuvieron cinco sectores considerados con mayor amenaza, coincidentes con actuales áreas de desarrollo minero. De manera posterior, se establecieron indicadores y programas de monitoreo participativo en concordancia con las cinco amenazas identificadas. / The natural spaces where the original native people live have different functions in the material and spiritual people’s welfare. Many of these places coincide with sites of conservation interest that might to generate potential conflicts. The management of these conflicts can be more effective if planning tools consider participation of local communities. The present study proposes a participatory monitoring plan for the Private Protected Wilderness Area Los Huascoaltinos (Atacama Region, Chile). First, the territorial units and the monitoring objectives were prioritized according his importance level using key informants of the Community and an application of a modified version of the Leopold’s Matrix. Goals of this were to compare threats and effects perceived by the community on priorities use zones. As a result of this, five areas were identified as those that have major threats, coinciding with the mining development areas. Lastly, indicators and a participatory monitoring plan were defined in accordance with the five threats.

Salar de Atacama (SdA) located in Northern Chile is home to one of the planet’s largest salar systems and lithium resources. Managing groundwater resources in salars is not obvious due to the lack of scientific understanding on the connectivity between the freshwater and brine systems. Using heat as a tracer in SdA provides a cost-effective method to further investigate groundwater flow in salars. This study employs 372 temperature-depth profiles from 90 boreholes between 2013-18 to understand the distinct thermal zones and flow between them in SdA. Three thermal zones exist within the southern margin of SdA’s thermal regime, at higher elevations alluvial fans containing freshwater have a temperature range between 23-28 °C. Down-gradient 2.5 km into the salar transition zone, characterized by freshwater lagoons and newly formed carbonates, the temperature range decreases to 12-17 °C. The transition zone, adjacent to the mature halite crust which hosts a lithium bearing brine and ranges in temperature from 18-22 °C. A 2D numerical groundwater and heat flow model was created to test three hydrologic scenarios to determine how the currently observed thermal regime exists and what the role of groundwater flow is between the different thermal zones. Results demonstrate that a focused flow concept matches current thermal observations with warm inflowing water discharging into the transition zone, cooling due to evaporation, reinfiltrating and preferentially flowing near the surface and discharging again at lagoons near the halite nucleus. Initial focused flow models had the halite nucleus and transition zone hydraulically connected, but results displayed advective flow between the two zones and the halite nucleus carried too much heat from current observations. Indicating the halite nucleus and transition zone has minimal connection, otherwise advective flow would result in thermal equilibrium and a lack of distinct zones as observed. Proper interpretation of temperature-depth profiles along with 2D models place critical constraints on the connectivity between the brine and freshwater systems, providing insight into salar surface energy budgets and a more comprehensive understanding of groundwater flow in the southern margin of SdA. This work gives a new perspective on the groundwater system in SdA while also contributing a novel case study to using heat as a tracer in salar systems.