AVALANCHAS VOLCÁNICAS Introducción Hoy se verá como se producen las avalanchas volcánicas, cuales son los mecanismos de colapso, algunas estructuras que se pueden formar en el depósito, y ejemplos de algunos volcanes en Chile que presentan estos depósitos. Un volcán presenta diferentes productos volcánicos entre ellos flujos de lavas que son corrientes de roca fundida que se deslizan por las pendientes o laderas de un volcán. Hay presencia de proyectiles balísticos o bombas que es material encandesente que sale explotando violentamente de un crater, si erupciones violentas o explosivas se pueden formar columnas piroclásticas que en ocasiones colapsan y pueden generar algunos flujos piroclasticos, hay prescencia de gases volcánicos por supuesto, caída de ceniza tambien y en ocasiones cuando estos sistemas volcánicos presentan una deformación se generan depósitos de avalancha. Una avalancha de detritos es producto del colapso de un sector de un edificio volcánico bajo condiciones de subsaturación de agua (Ui et al., 2000) . ¿Qué son detritos? Estos son partículas o fragmentos de rocas de diferentes tamaño que van en conjunto o estan en estos depositos de avalancha. ¿Cómo se originan estos depositos (DAD)? La avalancha de detritos puede ser originada por la intrusión (inyección) de un nuevo magma (desestabilizando el sistema), por explosicón freática, o por un terremoto (poco común pero puede ocurrir) (Ui et al., 2000). Actividad eruptiva Estos colapsos pueden divisirse en 3: 1. Fuente magmática: que comienza a introducirse en parte de un flanco de un edificio volcanico, generando una erupción lateral violenta, se deforma y colapsa, deslizandose ladera abajo, esto va acompañado de explosiones. 2. Material magmático: pero en este caso no hay una explosion lateral, sino que más bien colapsa parte del edificio en el sector más alto, generando un deslizamiento de este material 3. Erupciones freáticas: en el caso del que el material caliente se pone en contacto con el agua, no necesariamente hay magma sino que pueden haber gases, y estas erupciones violentas también van colapsando parcialmente el crater y deslizando el material hacia abajo. Construcción de edificios volcánicos Estos procesos de colapso de edificios volcánicos, también ayudan a reconstruir un edificio volcánico. Por ejemplo: • • Los volcanes, a diferencia de otras montañas, se construyen producto de erupciones e intrusiones, acumulando este material en la superficie. Se tiene una imagen que representa lo que ocurrio en el volcán Santa Helena 1980, donde el material magmatico que comenzo a crecer en uno de sus flancos, comenzó a deformar el sistema desestabilizando el edificio volcánico (ya que crecio tanto), donde finalmente colpasó. En linea segmentada se marca el edificio volcánico orginal. Debido a este crecimiento generan inestabilidade sy tienen una tendencia a derrumbarse. Volcán Tata Sabaya El crecimiento de los volcanes generan carga sobre el sustrato y pueden causar que el material fluya en la base del edifcio volcánico, desplazando los flancos y creando extensión de la cima. Alternativamente, cuando hay una capa gruesa y dúctil bajo el volcán, la subsidencia puede dominar sobre el desplazamiento hacia afuera, generando fallamiento en los flancos superiores. Acá podemos ver una imagen ilustrativa de una avalancha en un edificio volcánico con una pendiente de 30° con una altura de 3000 m. ¿Qué ocurre acá cuando colapsa parte de este edificio volcanico? Se produce una estructura donde ocurre el colapso que se denomina cicatriz o anfiteatro, es la cara que demuestra que en ese lugar ocurrio un colapso (donde ocurrio la avalancha de detritos o escombro como la llaman algunos). Avalancha de detritos o escombro, presentan ciertas caracteristicas: • Velocidad → hasta 360 km/hr (una de las mayores velocidades) • Volumen → 1-20 km3 • Espesor → decenas de metros (dependiendo de la cantidad de material) • Extensión → superan los 20 km Aquí se tiene algunos ejemplos de volcanes de los Andes Centrales que presentan algunas estimaciones de velocidades y extensión (de estos depositos) Mecanismos del flujo La deformación de los flujos es bastante variable, depende de varios factores principalmente lo que ocurre es que hay una mayor deformación en los márgenes del flujo. • • • • Flujo con mayor deformación concentrada en los márgenes de flujo La dinámica varía de acuerdo a la topografía previa al depósito Alto esfuerzo límite para la deformación, y producto de ello pueden tener márgenes muy empinados Muy móviles debido a su propia energía potencial y cinética junto a una fluidización dinámica para crear fuerzas dispersivas Las dos imágenes corresponden a experimentos A) con una dirección en rojo, corresponden a sedimentos finos (granulometría homogenea) se reconoce como se van formando estructuras perpenediculares al flujo, otras paralelas o subparalelas a la dirección del flujo. B) B) el flujo va en la misma direccion pero en este caso el material es más grueso, tambien se reconocen estructuras perpendiculares al flujo, pero no se evidencian estructuras a los lados, esto debido a que la granulometría gruesa no permite la generación de estas estructuras. Depósitos Los depositos de este tipo generalmente, • Mala selección: variación desde bloques de cientos de metros hasta material muy fino. Esta caracteristica e smuy tipica de este tipo de deposito • Pueden tener gradación inversa (en la base fragmentos más pequeño que aumetan hacia techo) Video Volcán Santa Helena A continuación veremos un video que corresponde a una simulación del colapso del volcán Santa Helena en 1980, este volcán comenzo con la formación de un domo en uno de sus flancos, genrando una acumulación de material que produjo el colapso (18 de Mayo 1980) generando una gran explosición lateral. Simulación: 1. En los primeros minutos donde estaba el domo, hay un colapso de este bloque alcanza una velocidad de 50 metros/s y llegando a un rigde llamado Jhonstone. 2. Yendose por la quebradas adyacentes de la topografía, colapsa o llena al lago presente en las cercnía del lugar. 3. A los 4 minutos el flujo sobrepasa el ridge y el material se devulve, hay material que pasa al ridge y otro que se devuelve al volcán. 4. A los pocos minutos despues este deposito comienza a enfriarse rapidamente y a detenerse. 5. A los 8 minutos comienza a migrar a otros lugares y quebradas, llegando inclusive a unos rios adyancentes al volcán. 6. Tambien se forman algunas paredes de material volcánico en el borde del depósito 7. A los 20 minutos la velocidad disminuye llegando a los 13 m/s, comenzando a detenrse 8. Queda como se ve en la imagen donde los sectores rojos representan luagres con mayor acumulación de material. Tipos de avalanchas Existen varios tipo de avalanchas, se caracterizan por sus nombres y de acuerdo al mecanismo de colapso → Bezymianny: avalancha de detritos relacionada a una erupción magmática. Su nombre proviene de la erupción del volcán Bezymianny en Kamchatka en 1956. (Inyección de nuevo material magmática). El dibujo representa el colapso de un edificio volcánico por un intrusión magmática asociado a una explosión → Bandai: avalancha de detritos relacionada a una erupción no magmática. El flanco del volcán Bandai (Japón), colapsó en 1888 y fue acompañado por una explosión de vapor supercaliente, pero no existió una erupción mayor con salida de magma. El material avanzó por 11 km. → Unzen: avalancha sin relación con actividad volcánica. Ejemplo, deslizamientos inducidos por actividad sísmica (no volcánica), siempre y cuando el volcan ya presente estructuras de debilidad en el sistema. Estructuras de un depósito de avalancha de detritos • Hummocks (cerrillos): son rasgos topográficos de depósitos de avalanchas de detritos, Las forma de los cerrillos es variable e irregular, y además desarrollan drenajes cerrados. Enla imagén del volcán Parinacota se marcan en celeste pequeños montículos que corresponden a los cerrillos típicos de este tipo de depósitos. Luego, la fotografía aérea volcán Llullaico lo que esta marcado en rojo son cerrillos o montículos que se van formando en el avance de estos flujos. • Ridge (cordones): los ridges estructurales típicos para este tipo de depósitos. Este término se utiliza par describir elevaciones angostas de gran longitud, comúnmente de formas escarpadas y con crestas puntiagudas. Es como ver un cerrillo o hummocks mucho más grande, se repite la fotografía aérea donde en azul se marcan los ridges. Ahora bien, algunos autores definen que varios hummocks pueden formar un ridges, un lineamiento de estos (amarillo y celeste). • Lóbulos: estructuras con forma de lengua. Imagen del volcán Lloloiyaco?¿ el cual colapsó hace miles de años atrás y el flujo se desplazo hacia el sector E. La morfología en rojo tiene forma de lengua, se hace un zoom a esta forma. • Levées (albardones): estructuras que se forman en los bordes de las avalanchas, y que ayudan a canalizar el flujo (en verde), generalmente están paralelas a la dirección de flujo. Tipos de bloques ▪ Bloques lávicos: de lava que van flotando en este deposito, generalmente tienen formas subangulares y representa la composicion que tienen las lavas previas al colapso del volcan ▪ Bloques con disyunción prismática: semicalientes avanzando durante el flujo y parte de este bloque se desprende y queda al costado de el mismo bloque (rojo). ▪ Autobrechas: fragmentos de rocas de lavada que estan rodeadas de fragmentos más pequeños de la mis roca (composición) generalmente se encuentran proximos al lugar de colapso de la avalancha volcánica. ▪ Bloque con fracturamiento tipo Jigsaw: bloques que presentan fracturas tipo rompecabezas, por ejemplo en la imagen si se sigue las fracturas, se reconoce que siguen la forma de los bloques al unirlos forman una especie de rompecabezas, se forman por enfriamiento muy rápido de los bloques. ▪ Forma o morfología multiplanar: generalmente ocurren por fracturas termales, que ocurren durante el enfriamiento de la lava, con formas medias lobuladas dentro del bloque, y se tienen algunas en “V” bloques que presentan marcad de impacto, que se forman por choques de bloques entre sí. Facies Según las características mencionadas se pueden clasificar las avalanchas en facies, esto ayuda a determinar la dinámica que tuvo el deposito al momento del emplazamiento. Bloques • • Generalmente las autobrehas se encuentran cercanas al edifcio volcanico. En el caso de los bloques con eestructura tipo Jigsaw: se pueden encontrar en todo el depósito, no tienen un lugar preferencial. Estructuras • • Acá se tiene el volcán Lastarria, en rojo se marca la cicatriz y la direccion del flujo, en ella se reconocen cerrillos. Acá se tiene otra vista al mismo volcan desde otra perspectiva, se reconocen los mismos elementos, y que el flujo tienen diferentes aspectos según la ubicación de la avalancha. Celeste estructuras en una dirección, otras paralelas. Si notamos la avalancha tienen estructuras en varias direcciones lo que puede ayudar a definir una facie. Ej: a groso modo se podria definir una facie para las perpendiculares y otra para las estructuras paralelas. Espacialidad La espacialidad del flujo en el caso de los lobulos, como les mencione aquí se tiene el volcan Llulleillaco, en verde se marca la cicatriz de un colapso, en rojo se marca el avance en direccion a Argentina, en color negro se marca el flujo, el resto de la zona superior corresponde a material volcanico que se contruyo posterior al colapso, en rojo tambien se marcan los lobulos, que se ubican en diferentes partes, esto tambien puede ayudar a definir facies, ya que marcan un avance distinto. Entonces por ejemplo tomando en cuenta estas definiciones de bloques, espacialidad, estructuras del deposito con observaciiones en terreno se pueden identificar las diferentes facies del colapso, esto depende igual de la paleotopografía y de la cantidad de material que lleva el flujo. En el caso del volcán Llulleillaco se estudiaron sus caracteristicas y se definieron 14 facies en ella, estan diferenciadas por colores, con respecto a los lobulos y su espacialidad hay 3 distintas, en el borde inferior izquierdo las estructuras estan perpendiculares al flujo. Volcanes con depósitos de avalanchas Sudamérica que caracteriza por ser una zona altamente volcánica y muy activa, aquí hay varios volcanes con depositos de este tipo. En Ecuador hay al menos cuatro tipos como muestra la imagen, en algunos casos estan tapados pro vegetacion. En Peru se observan 3 volcanes con este fenómeno. Ya en Chile en el norte se encuentra el volcan Parinacota y Tata Sataya, luego se tiene Ollague, San Pedro, Volcán Socompa, Llulelillaco y Lastarria, ya en el sur de Chile el volcán Antuco (con el deposito al oeste del volcan. Volcán Irruputuncu, región de Tarapacá En rojo se marca la cicatriz, apun preservada, la flecha indica los fujos de lava construidos despues del colapso, donde se genero un deposito delimitado en rojo (morfologia de lobulo), parte de este deposito es cubierto por productos posteriores. En zoom se puede ver claramente el frente de la avalancha y en este caso las estructuras hummocks y ridges no son empinadas tienen poca altura, y se marcan en rojo, la mayoría están paralelas al flujo, el flujo no tuvo casi ningun obstaculo topográfico. Volcan Ollague, region de Antofagasta Este tiene varios flujos de lava, acá se desconoce donde podría estar ubicada la cicatriz, se reconstruyo bastan, quizas en sus ultimas etapas de actividad. Aún así la dirección del flujo del colapso se marca en rojo, en amarillo se marcan los hummocks estas ayudan bastante para poder diferenciar el tipo de depósito. En este caso la avalancha se introdujo al salar aledaño. La imagen de otra vista en amarillo se marca la posible cicatriz, y la dirección de flujo, tambien se marcan las estructuras de hummocks, se marca el límite de la avalancha, lamentablemente hay muchos lugares cubiertos. Volcán Lastarria, región de Antofagasta En amarillo de marca la cicatriz y direccion de flujo, en verde se marca los límites de la avalancha volcánica, que parte de edificio hace miles de años atrás colapso hacia Argentina. En otra imagen se tiene una vista en 3D en verde se marca la cicatriz que aún es observavle, haciendo zoom en esta se puede apreciar una estratificación, tambiens se reconocen bloques de brecha, esto ayuda a entender la dinamica de este colapso de este flujo. En verde se muestra un obstaculo topográfico. Haciendo un zoom en esa árease ve como la avalancha avanza se monta en el cerro y se desliza hacia abajo, hay parte del material que se devuelve porque no logra pasar y la mayoria del material bordea el obstaculo topográfico. Volcán Llullaillaco, región de Antofagasta Que otra cosa ocurre en este volcán, parte del flujo avanza por el sector norte del cerro que veíamos recien y alcanza parte del salar, lo que hace que una parte del flujo se detenga, introduciendose parte del material en el salar. En rojo se marcan los hummocks producto del impacto entre la avalancha y el salar. Volcán Santa Helena → 18 de mayo de 1980 Como vimos anteriomente hay una acumulación de material magmático. Aquí la secuencia de los episodios. 8:27 Comienza y se produce un sismo bastante fuerte 5,1 fuerte para un volcan. 08:32 el comienzo del colapso 08:33 hay una erupción mucho mayor acompañado del deslizameinto de avalancha. Como pueden ver en 6 minutos se genera el colapso y psoterior desplazamiento de la avalancha. A continuación se analiza un video de que produjo en parte la avalancha, es una grafica de lo que ocurrio ene se momento. Una de las avalanchas de mayor escala registrada. La avalancha arraza con los bosques y llega al lago.
