dinamica de los sistemas de vertientes de alta montaña, cuenca del

UNIVER SIDAD DE CONCEPCIÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA
10° CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003
DINAMICA DE LOS SISTEMAS DE VERTIENTES DE ALTA MONTAÑA,
CUENCA DEL RÍO CACHAPOAL, CHILE.
SOTO, M.V i. CASTRO, C.P ii.
1
y 2 Departamento de Geografía, Facultad de Arquitectura, Universidad de Chile, Marcoleta 250, Santiago.
[email protected]; [email protected].
INTRODUCCION
Como parte del proyecto DID-TN 2001, Determinación de los Riesgos Naturales del Corredor de
Comercio las Leñas, VI Región, de los Departamentos de Geografía y de Geofísica de la
Universidad de Chile, se plantea el análisis de la geomorfología del sector de alta montaña del
río Las Leñas en función a determinar los riesgos asociados al funcionamiento del corredor
comercial proyectado para el sector.
Para el análisis geomorfológico se ha utilizado la clasificación de Araya - Vergara (1985),
concebida como una base para la comprensión de los procesos actuales de las vertientes, que
permite tener una noción de la geodinámica externa actual del paisaje; esta sistematización
considera a las vertientes como sistemas y a las formas depositacionales correlativas a éstas.
El ambiente de alta montaña se caracteriza por su gran dinamismo geomorfológico debido a su
posición morfoclimática periglacial, concepto que dice relación con una zona de amplitud
indefinida, periférica al hielo glacial actual o de alguna fase del Pleistoceno (Blikra & Nemec,
1998). En el valle de Las Leñas, prevalece la impronta de la acción del hielo y deshielo, tanto en
los sistemas montañosos como en las formas de base.
En ambientes periglaciales los procesos asociados a la acción del frío
(congelamiento/descongelamiento) son fundamentales en el intemperismo de las rocas (Blikra &
Nemec, 1998), representando de esta manera los agentes primarios responsables por formas de
acumulaciones en talud y campos de bloques. Las formas asociadas a estos procesos son
variadas, y han sido sistematizada por Varnes (1958), modificada por Selby (1983) en Benn &
Evans (1998). Hausser (1993) y Blikra & Nemec (1998), advierten también, que la diferencia de
madurez de los detritos tiene importantes implicancias en la interpretación de la proveniencia de
estos, en su movilidad y en el potencial runout.
Otros procesos analizados corresponden a la solifluxión, considerada como flujos de detritos
propios del ambiente periglacial. Benn & Evans (1998), al clasificar los movimientos en masa de
acuerdo a la concentración de sedimentos y la velocidad, incluyen a la solifluxión en la base de
la columna de los debris flow como procesos dominados por fuerzas friccionales lentas/viscosas.
La dinámica de los depósitos modernos se caracteriza por rápidos movimientos gravitacionales
de detritos rocosos húmedos o secos, de nieve o la mezcla de estos en ambiente de fuerte
Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.
pendiente (Blikra & Nemec,1998 ), como también los procesos de avalancha son agentes
dinámicos actuales de las vertientes. Los autores señalan además que los sistemas coluviales,
aunque dependen de las condiciones geomorfológicas locales, son muy sensibles a los cambios
climáticos regionales.
En este contexto, las intensas y concentradas precipitaciones acontecidas durante el invierno del
año 2002, en la zona central de Chile, ocasionaron una importante dinamización de estas formas,
comprobándose un gran arrastre de rocas de tamaño considerable y de árboles, generando
notables acumulaciones asociadas a flujos de avalanchas, que no se observaban el verano anterior
en el valle del río Cachapoal (Castro et al. 2002).
Los procesos de avalanchas, tienen la capacidad de incidir los Conos Coluviales Formando
Profundas Cárcavas (Ballentyne & Benn (1994), Curry & Ballantyne (1999) en Curry (1999). A
este respecto Ballantyne (2002) señala que los depósitos de base de vertiente, de fuerte
pendiente, son susceptibles de ser erosionados por debris flow, avalanchas de nieve, corrientes y
lavado superficial. Estos procesos pueden llegar a retrabajar completamente tales sedimentos,
removiendo extensas áreas de morrenas laterales y formando paisajes paraglaciares
caracterizados por la disección en cárcavas y por la formación de conos detríticos de base de
vertiente coalescentes y depósitos de fondo de valle retrabajados por corrientes.
MATERIALES Y METODOS
La clasificación de vertientes de Araya-Vergara (1985, 1991) considera las siguientes categorías
de fenómenos:
• morfotectónica de bloques,
• sistemas de vertientes, en donde la influencia estructural y exógena incide diferencialmente
en la relación vertiente/talweg;
• formas de contacto,
• formas fluviales y
• formas glaciales y nivales.
Con respecto a las formas de contacto, si bien, la clasificación de sistemas de vertientes de Araya
- Vergara (1985) incluye en algunos de sus taxones el concepto de talud asociado a las cornisas,
para el caso de los potentes depósitos basales del valle principal del río Las Leñas, se ha
destacado su localización en la cartografía, debido a su importancia como elemento indicativo de
la geodinámica externa actual de la cuenca.
Los pasos metodológicos han consistido básicamente en la fotointerpretación geomorfológica de
fotografías del vuelo GEOTEC 1996, escala 1:50.000 y mapeamiento de terreno.
El sector estudiado corresponde a la cuenca del río Las Leñas (34º22’-34º30’ Lat. S y 70º15’70º00’ Long. W), tributario de alta montaña del río Cachapoal, con un valle localizado entre los
1.200 m.s.n.m y 4.500 m.s.n.m.
ANTECEDENTES GEOLOGICOS.
El valle del río Las Leñas está conformado por rocas de la Formación Coya-Machalí, constituida
exclusivamente por depósitos terrígenos, principalmente sedimentos límnicos y rocas efusivas y
piroclásticas; esta formación constituye la primera secuencia sedimentaria depositada
discordantemente sobre los estratos cretácicos más antiguos, afectados por una primera fase de
plegamiento (KlohN, 1960). Charrier et al. (1997) dan cuenta del intenso fallamiento y
plegamiento de esta formación, que presenta una profunda erosión que ha expuesto el basamento
mesozoico, los niveles basales del relleno y fallas inversas, asociadas a la inversión que afecta al
relleno y al basamento.
Una pequeña sección media del valle está conformada por la Formación Leñas-Espinoza, con una
posición muy localizada junto al río Espinoza (Klohn, 1960; Charrier, 1983) y que corresponde a
una secuencia de sedimentos marinos, integrada por una serie transgresiva de rocas clásticas y
una serie de estratos calcáreos fosilíferos sobrepuestos (Corvalan, 1959). La reducida franja de
Las Leñas-Espinoza, limita al este con una falla vertical que la separa de las rocas de la
Formación Río Damas y hacia el oeste desaparece bajo una discordancia angular que la
diferencia de la Formación Coya–Machalí (Charrier, 1983).
La Formación Río Damas, corresponde a un complejo de sedimentos clásticos, con
intercalaciones de potentes series de rocas volcánicas, efusivas y piroclásticas; los materiales
componentes de esta formación corresponden a materiales depositados esencialmente en un
ambiente terrestre subaéreo y lagunar. Esta formación estratificada conforma lo que Klhon (1960)
denominó el jurásico terrestre.
RESULTADOS
SISTEMAS DE VERTIENTES
El dominio morfoestructural de la cuenca de Las Leñas implica la presencia de sistemas de
vertientes con influencia estructural de tipo monoclinal y plegada, de acuerdo con las
características de estratificación y plegamiento. Consecuente con el estilo de plegamiento de las
cuencas, los sistemas de vertientes se caracterizan por la presencia de los estratos rocosos
fuertemente plegados, en un ambiente modelado además por los procesos de excavación glaciar.
Sistemas de Vertientes de Excavación: corresponden a vertientes modeladas por la acción glaciar
como circos. Las vertientes de excavación se presentan como una sucesión de circos coalescentes
(Fig. 1) en los que el intenso trabajo de disección y excavación glacial y nival ha modelado
cuencas con cabeceras de paredes muy agudas y estratos sedimentarios expuestos que conforman
afloramientos de aspecto rugoso. Se asocian potentes depósitos de taludes de avalancha.
Fig. 1. Geomorfología de la Cuenca del río Las Leñas, río Cachapoal, VI Región, Chile.
Sistemas de Vertientes en Estructura Monoclinal y Plegada: corresponden a los sistemas de
vertientes en los que la influencia estructural, caracterizada a través de afloramientos rocosos
sobresalientes, constituye el aspecto morfogenético más relevante de estos sistemas. ArayaVergara (1985), señala que en los sistemas de alta montaña los afloramientos rocosos constituyen
una fuente aportante de sedimentos, en función al arreglo y naturaleza de los estratos, de la
misma manera que de la condición geodinámica actual.
El rasgo estructural predominante de las vertientes del valle de Las Leñas se asocia al
plegamiento de los estratos rocosos, en las vertientes de la Formación Leñas-Espinoza (Fig. 2),
Río Damas (Fig. 3) y Coya-Machalí, en que, si bien existe un patrón general de estructuras
plegadas, hay diferencias locales en función a la estratificación y naturaleza de las formaciones
rocosas.
Fig. 2. Sistema de vertientes de la Formación Leñas-Espinoza, en estructura monoclinal y
plegada, con caras libres. Depósitos de base de vertiente con un grado relativo de estabilización,
pero con activación estacional asociada los flujos de avalancha.
Los sistemas de vertientes inversas, que exponen sus estratos en una pendiente inversa a la
inclinación de estos, generan vertientes rugosas con peldaños y depósitos basales de talud, y se
presentan en prácticamente todo el valle.
En este sentido, las vertientes conformes, del reverso de las vertientes inversas, presentan una
rugosidad relativa menor dado que se desarrollan en la misma dirección que los estratos rocosos,
constituyendo vertientes consecuente y presentan menos disección en función a la exposición
consecuente de los estratos, con un aspecto general de baja rugosidad relativa y de carácter
suavizado y pasivo. La condición geodinámica de estos sistemas presenta diferencias en la
medida que las vertientes conformes o consecuentes tienden a una mayor pasividad, relacionada
al menor aporte detrítico debido a que los estratos rocosos no están tan expuestos a la
meteorización.
Fig. 3. Sistema de vertientes modeladas en rocas de la Formación Río Damas, en estructura
monoclinal y plegada, con caras libres rugosas. Depósitos de base de vertiente de fuerte
pendiente y altura, pero con un grado relativo de estabilización. Se evidencias de procesos de
avalancha.
Sistemas de vertientes de hogback: vertientes muy agudas en que el buzamiento de los estratos
es superior a los 60º (Araya - Vergara, 1985), lo cual constituye una situación favorable para el
aporte de detritos desde las vertientes, en función a la exposición de los estratos rocosos a la
acción de la meteorización. Consecuente con el tipo de rocas y los procesos tectónicos que las
han afectado, el modelado de estos substratos ha estado marcado por el desarrollo de sistemas de
vertientes en que el fuerte plegamiento configura estratos de orientación más bien vertical, a la
que se asocian expresivos depósitos basales correlativos. Este tipo de vertientes es muy
característico de encontrar en flancos de valle de la formaciónes Coya-Machalí y Leñas-Espinoza.
FORMAS DEPOSITACIONALES
Las formas depositacionales corresponden a las formas correlativas a la dinámica de las
vertientes, asociadas morfogenéticamente a las condiciones post glaciales y a las características
del periglacial de montaña actual. Se observan también grupos de formas relacionados a
herencias de la última glaciación del Cuaternario. Las formas depositacionales han sido
sistematizadas en función a su morfogénesis y dinámica actual de la siguiente manera:
Depósitos morrénicos: formas remanentes de la última glaciación del Würm, según las
dataciones realizadas en el valle por Varela (1986). La localización de estas formas es restrictiva
a la cuenca alta del río Las Leñas, siendo posible identificar morfologías de morrenas en los
talwegs más altos, como cordones morrénicos bastante bien conservados, pero escasos. En el
sector de la laguna El Yeso, los depósitos del valle principal corresponden a remanentes
morrénicos en coexistencia con depósitos de avalanchas post glaciales y pequeños cuerpos
morrénicos de orientación transversal al valle principal (Fig. 4)
Fig. 4. Depósito morrénico, sector Borgollones. Sistema de vertientes en estructura monoclinal y
plegada, con caras libres rugosas. Potente cono gravitacional asociado al aporte detrítico de la
vertiente, con evidentes muestras de disección debida a la dinámica estacional de los procesos de
avalancha. Sistemas de vertientes modelados en rocas de la Formación Coya-Machalí.
Depósitos de Solifluxión: depósitos localizados principalmente en las vertientes de rumbo SW de
una cuenca tributaria alta, presentándose como lóbulos en las partes medias y basales de ésta. Si
bien, este tipo de depósito es poco representativo desde la perspectiva de su predominancia
espacial en la dinámica de las vertientes y depósitos asociados, ha sido considerado como
elemento indicativo propio del funcionamiento de los ambientes periglaciares. En este contexto,
tales procesos de remoción en masa constituidos por materiales finos en flujos viscosos y lentos
(Benn & Evans, 1998), dan cuenta de la importancia en el área de estudio de la acción del frío.
Conos coluviales y procesos de avalanchas: son las formas basales más representativas
territorialmente en el área de estudio y características del ambiente periglacial de montaña,
corresponden a depósitos modernos de laderas, con geometría de conos. Las formas basales
correlativas a los sistemas de vertientes constituyen conos coalescentes, de una amplia
continuidad y recurrencia territorial, que forman potentes y escarpados depósitos tributarios al
valle principal del río Las Leñas.
Tales formas de base de vertientes están ligadas a procesos gravitacionales (Fig. 4) y de
avalancha. Desde el punto de vista geodinámico, estos conos coluviales denotan una gran
actividad actual, siendo recurrentes los procesos de avalanchas (debris flow) durante los períodos
de invierno (Fig. 5)
Fig. 5. Impacto de la dinámica estacional de los procesos de avalanchas (invierno de 2002), en la
incisión de los taludes. Conos coluviales con buen nivel de estabilización, correspondiente a la
sección baja del valle, en el sector de la confluencia con los ríos Cahapoal y Cortaderal. Sistemas
de vertientes modelados en rocas de la Formación Coya-Machalí.
Se observan diferencias ambientales en la dinámica actual de los conos coluviales, en la medida
que los desarrollados al oriente de la laguna El Yeso, en la sección más alta de la cuenca, son
inconsolidados y muy activos ligados a los procesos gravitacionales y de avalancha; aguas abajo
de la laguna, los conos coluviales presentan un estado de estabilización notorio, siendo posible
encontrar pequeños bosques de vegetación nativa esclerófila. La dinámica de los conos en esta
sección está asociada principalmente a procesos de reactivación, disección y formación de
cárcavas por flujos de avalanchas y procesos gravitacionales menos relevantes.
DISCUSION Y CONCLUSIONES
La conformación de los sistemas de vertientes en la cuenca alta del río Cachapoal, en el valle de
Las Leñas, está asociado al dominio morfotectónico y estructural caracterizado por el fuerte
plegamiento y fallamiento de la zona, como también a la influencia del modelado glacial durante
el Cuaternario. Los procesos de meteorización de morfogénesis actual, corresponden a la
componente que dinamiza los sistemas de vertientes y los depósitos correlativos asociados.
La potencialidad de las vertientes para proporcionar detritos por gelifracción, es importante en la
medida que el intenso plegamiento de las formaciones rocosas modela vertientes con potentes
estratos rocosos expuestos a la acción de los agentes de denudación subaérea. En este mismo
contexto, las paredes de los circos localizados en las cabeceras del valle, corresponden a sectores
de avalanchas, tal como Araya-Vergara (1985) demostró para los circos de la cuenca del río
Mapocho ( 33º30’ S / 71º30’ W).
Los depósitos basales, conformados por frecuentes, extensos y potentes conos coluviales,
constituyen las formas más representativas de la geodinámica externa actual y su importancia
trasciende a la noción de un depósito de base, constituyendo formas muy dinámicas y variadas en
términos de los agentes que actúan, de los procesos intervinientes y del área de difusión.
Se observaron también diferencias entre los depósitos referidos, donde los conos coluviales de la
sección más baja se encuentran más estabilizados que aquellos de las partes altas del valle,
incididos localmente por flujos estacionales. Estas diferencias en los depósitos de base de
vertientes según correspondan a la sección alta o baja del valle, no se asumen como relacionadas
sólo al tipo de rocas, sino que también de manera muy importante al estilo y grado de
plegamiento de los estratos rocosos y a una componente asociada a la altura o piso altitudinal.
En función a los requerimientos del proyecto de investigación que ha motivado este estudio, los
riesgos naturales, se deberá profundizar el análisis respecto a establecer diferencialmente los
grados de aporte de sedimentos de las vertientes, como también las diferencias de magnitud,
localización y dinámica de los depósitos correlativos, sobre todo en cuanto a la geodinámica
externa relativa a la dinámica gravitacional y la de avalancha.
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