Morfología de las terrazas marinas de las islas

Morfología de las terrazas marinas de las islas Choros,
Damas y parte continental del llano Choros (29°30’ S)
1
1
1,2
1
Gustavo Cancino* , Miguel Ortiz , Christian Creixell , Esteban Salazar .
(1) Departamento Geología General, Servicio Nacional de Geología y Minería, Av. Santa María 0104, Providencia, Chile
(2) Departamento de Laboratorio, Servicio Nacional de Geología y Minería, Til Til 1993, Ñuñoa, Chile
* email:
[email protected]
Resumen. Mediante un análisis geomorfológico del paisaje
se reconoce y caracteriza el sistema de terrazas marinas
de las islas Choros y Damas y del llano Choros en el
continente frente a las islas. A partir de mediciones de
geodésicas (x, y, z) de alta precisión mediante GPS
diferencial, se caracterizan los distintos niveles de terraza
integrando observaciones de campo e imágenes
satelitales.
Esta
caracterización
permite
sugerir
correlaciones entre los niveles de terrazas de las islas y del
continente, al mismo tiempo que la base de datos de
posición (n=53) constituye un registro base para controlar
la deformación de este segmento ante futuros posibles
movimientos como resultado de eventos sismos en la
zona.
Palabras Claves: terrazas marinas, geomorfología, Los
Choros, alzamiento, GPS
1 Introducción
La línea de costa del territorio chileno, de orientación
general norte-sur, se encuentra marcada por perturbaciones
morfológicas correspondientes, en su mayor parte, a
penínsulas (e.g. Arauco, Mejillones, Taitao). En muchos de
estos casos, estas penínsulas o “salientes costeras”
coinciden con límites de segmentos de ruptura de grandes
terremotos de subducción (Melnick et al., 2009), por lo
que representan un registro de la actividad sísmica
neógena-cuaternaria del borden costero, principalmente a
través de la formación de terrazas marinas alzadas. En esta
contribución, se presenta un estudio morfológico de las
terrazas marinas del borde costero contiguo al llano Choros
e islas aledañas (islas Choros y Damas), basado en
mediciones geodésicas con GPS diferencial y un estudio
geomorfológico mediante interpretación de imágenes
satelitales, análisis DEM y reconocimiento geológico.
La zona de estudio (29°15’-29°30’ S) se localiza en el
extremo norte de la región de Coquimbo, en la región
costera del desierto semiárido del Norte Chico, en una
región dominada por planicies litorales como los llanos de
Challe, Carrizalillo y Choros. Este último, corresponde a
una superficie de inclinación al oeste donde se pueden
reconocer depósitos marinos y numerosas líneas de
paleocosta y escarpes erodados. Frente a este llano, a unos
5 km emerge el archipiélago Los Choros, compuesto por 4
islas, caracterizadas por una morfología de terrazas
marinas y escarpes verticales. Una hipótesis de trabajo es
que los niveles de terrazas representan niveles de erosión y
alzamiento de la costa, en períodos discretos, posiblemente
relacionados al alzamiento cosísmico de la región como
resultado de grandes sismos. Los datos de ubicación y
elevación permiten establecer correlaciones entre las
terrazas y constituye una base de datos de referencia para
comparar con futuras deformaciones de este segmento.
2 Metodología
La base de este estudio lo constituye un set de datos
geodésicos obtenidos mediante GPS diferencial levantados
para determinar la ubicación y altura exacta de cada
terraza. Esto se complementó con análisis de imágenes
satelitales y datos de terreno obtenidos durante el
levantamiento de la carta Geología del área Carrizalillo-El
Tofo, escala 1:100.000, del Servicio Nacional de Geología
y Minería (Creixell, et al., 2012). Los datos
morfométricos, coordenadas y alturas exactas de las
diferentes terrazas, se obtuvieron mediante GPS Trimble
5700 con antena Zephyr de precisión 5*10-3 m. Como
punto base se utilizó un punto IGM conocido (Choros
Alto: 286228,990 E / 6748784,973 N / h: 632,480 m) y
mediante el método de enlazamiento vía GPS diferencial,
se trasladó la base al sector de playa El Apolillado
(257805,707 E / 6769324,666 N / h: 9,388 m). A partir de
esta base, se triangularon las mediciones de las diferentes
terrazas de las islas y el continente. En el área de estudio se
midieron varias localidades consideradas representativas
en las terrazas de las islas y la planicie del llano Choros
(53 puntos en total; Tabla 1.).
Tabla 1. Cantidad de datos GPS diferencial por sector
Total puntos
Isla
Isla
Perfil
Choros
Damas
Llano Choros
31
15
7
Mediante el uso de los softwares ArcGis 10.0 y Envi 5.1,
se realizaron perfiles de pendiente y altura en el sector de
llano Choros, a partir de un modelo de elevación digital
SRTM de 90 m. Con estos, fue posible identificar y
diferenciar dominios de baja y alta pendiente a partir de un
valor discriminante (pendiente 1,5) definido a partir de la
integración de observaciones y medidas de terreno, y
considerando las pendientes típicas para rampas litorales
de 1º sugeridas por Burbank y Anderson, (2011).
3 Geología del área
El llano Choros se encuentra constituido en superficie
principalmente por sedimentos no consolidados de carácter
marino-litoral (gravas y arenas), sobre los cuales se
reconocen cordones de grava y arena, curvos y
subparalelos a la línea de costa actual, interpretados como
cordones litorales (líneas de paleocosta). Estos sedimentos,
bajo un espesor de aproximadamente 30 cm, presentan
cementación carbonática densa, con presencia, en algunos
niveles, de fauna litoral pleistocena (Creixell et al., 2012).
Sobre estos depósitos superficiales, se encuentran
depósitos eólicos, aluviales y fluviales del Pleistoceno a
Holoceno. Bajo estos depósitos litorales, existe un paquete
de espesor muy variable, de depósitos consolidados a
semiconsolidados de edad Mioceno (Formación
Coquimbo) y Plioceno superior (Estratos de quebrada El
Jote), de ambiente marino-litoral (Le Roux et al., 2005;
Creixell et al., 2012). Dichos estratos gradan hacia el este a
gravas de origen fluvial y aluvial, de edad Mioceno
Superior-Plioceno Inferior, que afloran en el curso bajo de
la quebrada Los Choros (Fm. Confluencia). Todas estas
unidades sedimentarias se encuentran depositadas en forma
discordante sobre rocas metamórficas del Complejo
Metamórfico Punta de Choros (Carbonífero-Pérmico) y
unidades plutónicas y volcánicas del Cretácico Inferior.
Toda la zona está controlada por fallas y lineamientos de
orientación NE, aunque no existen evidencias de fallas que
separen el bloque de las islas del continente.
4 Análisis geomorfológico de las terrazas
marinas
Se definieron 3 niveles de terrazas para la isla Choros
(Ch1, Ch2, Ch3) (Tabla2), 2 niveles para isla Damas (D1,
D2)(Tabla 3) y 3 niveles para el área continental perfil
llano Choros (C1, C2, C3) (Tabla 4). Las medidas
realizadas mediante GPS entregaron los siguientes
resultados:
Tabla 2. Alturas Isla Choros (m s.n.m.)
Altura máxima
Ch1
Ch2
Ch3
119,841
52,822
14,861
Altura mínima
82,363
29,01
13,847
Altura media
109,751
42,472
14,354
Tabla 3. Alturas Isla Damas (m s.n.m.)
D1
D2
Altura máxima
47,364
19,168
Altura mínima
34,963
12,4
Altura media
41,163
15,386
El perfil de llano Choros cuenta con menor densidad de
medidas GPS, por lo tanto, mediante el análisis de
pendientes a partir del modelo SRTM se obtuvieron los
siguientes resultados (validados con medidas de GPS
diferencial):
Tabla 3. Alturas perfil llano Choros (m s.n.m.)
C1
Altura media
~184
C2
C3
~101
~44
5 Discusión
El análisis morfológico permite reconocer para la isla
Choros una superficie relicta plana, subhorizontal, de gran
desarrollo (Ch1), bajo la cual se reconoce otra superficie
mayor (Ch2), ambas separadas verticalmente por 67,3 m.
Bajo esta segunda terraza, se reconoce una terraza más
reciente (Ch3), cercana al nivel del mar actual. Tanto en
las islas Choros como Damas, las superficies de terrazas
están flanqueadas por escarpes verticales. Las superficies
están en parte labradas en roca (terrazas erosivas, D1) pero
también es posible reconocer depósitos de arenas y gravas
con cantos redondeados que sugieren un ambiente de
playa. Estas superficies y depósitos representan períodos
estacionarios de erosión y depositación litoral, separados
por eventos de alzamiento.
A diferencia de lo que ocurre en las islas, en el continente
no existe desarrollo evidente de escarpes que limiten los
niveles de terrazas, sin embargo, mediante el análisis DEM
fue posible reconocer tres superficies de baja pendiente
separadas por 83 y 57 m de altura (C1, C2, C3; Fig.1C),
limitadas por zonas de mayor pendiente (>1.5), las que se
interpretan como escarpes degradados, sugiriéndose una
evolución similar al de las islas. Por otro lado, el denso
arreglo de paleocordones litorales se interpreta como un
registro más continuo de un descenso relativo del nivel de
base (alzamiento del continente).
Los resultados obtenidos permiten reconocer que las
terrazas Ch1 y C2 podrían haberse desarrollado en un
mismo nivel de base, dado que presentan una elevación del
mismo orden (ca. 110 m). Del mismo modo la terraza
intermedia de la Isla Choros (Ch2) puede ser
correlacionada con la más alta de isla Damas (D1) y con la
terraza más baja ubicada en el continente (C3), todas estas
ubicadas a una altura ca. 42 m (ver Fig.1C). Dado que las
islas y el continente tienen terrazas marinas de similar
elevación, es posible sugerir que todo el sistema (islas y
continente) experimentó un alzamiento conjunto sin
dislocaciones intermedias importantes (fallas). La
correlación de alturas podría comprobarse con edades
radiométricas de las superficies (e.g. cosmogénicos, C14).
Finalmente, dado que los datos de posición (x, y, z)
obtenidos mediante GPS diferencial poseen bajos errores
(±5 mm), constituyen un registro de gran utilidad para
estudios futuros, en especial, aquellos comparativos ante
posibles movimientos generados por actividad sísmica en
la zona.
Agradecimientos
A la Dra. P. Vásquez por los aportes realizados en terreno
y revisión del manuscrito. Al grupo de Sensores Remotos
del SERNAGEOMIN, por facilitar las
imágenes
satelitales. Este estudio fue financiado por el Fondo
Nacional de Desarrollo Regional, región de Coquimbo
(FNDR código BIP 30064854-0) y por los fondos
sectoriales del Servicio Nacional de Geología y Minería, a
través del Plan Nacional de Geología y Minería.
Referencias
Creixell, C.; Ortiz, M.; Arévalo, C. 2012. Geología del área
Carrizalillo-El Tofo, Regiones de Atacama y
Coquimbo. Servicio Nacional de Geología y Minería,
Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica Nos.
133-134: 82 p., 1 mapa escala 1:100.000.
Le Roux, J. P., Gómez, C. A., Olivares, D. M., Middleton,
H. 2005. Determining the Neogene behavior of the
Nazca plate by geohistory analysis. Geology, 33(3),
165-168.
Melnick, D., B. Bookhagen, M. R. Strecker, and H. P.
Echtler 2009, Segmentation of megathrust rupture
zones from fore-arc deformation patterns over
hundreds to millions of years, Arauco peninsula, Chile,
J.
Geophys.
Res.,
114,
B01407,
doi:10.1029/2008JB005788.
Burbank, D. W., y Anderson, R. S. 2011.Tectonic
geomorphology. John Wiley & Sons.
Figura 1. A y B, histogramas islas Choros y Damas, muestran la altura y frecuencia de los datos medidos en las islas; C, a la derecha perfil llano Choros con sus niveles de terrazas, a la
izquierda distribución en altura de las medidas GPS tomadas en las islas Choros y Damas, en dicha figura, se puede observar la correlación en altura existentes entre las terrazas de las
islas y las del llano Choros.