Incapillo

Incapillo es una caldera volcánica del Pleistoceno en la provincia de La Rioja, Argentina.[1]​ Es el centro volcánico más austral del cinturón volcánico de los Andes (también llamada Zona Volcánica Central: ZVC). Incapillo es uno de los varios sistemas de ignimbritas o calderas que, junto con 44 estratovolcanes activos, conforman la ZVC.

La subducción de la placa de Nazca bajo la placa sudamericana es responsable de la mayor parte del vulcanismo en la ZVC. Tras el cese de la actividad en el arco volcánico del Cinturón de Maricunga occidental hace seis millones de años, el vulcanismo comenzó en la región de Incapillo, formando los altos edificios volcánicos de Monte Pissis, Cerro Bonete Chico y Sierra de Veladero. Posteriormente, se formaron varios domos de lava entre estos volcanes.

Incapillo es la fuente de la ignimbrita Incapillo, un depósito de tamaño mediano comparable a la ignimbrita Katmai. La ignimbrita Incapillo entró en erupción hace 0,52 ± 0,03 y 0,51 ± 0,04 millones de años y tiene un volumen de aproximadamente 20,4 kilómetros cúbicos. Una caldera con dimensiones de 5 x 6 kilómetros (3,1 x 3,7 mi) se formó durante la erupción. El vulcanismo posterior generó más domos de lava dentro de la caldera y un flujo de escombros en la Sierra de Veladero. El lago dentro de la caldera podría estar sobre una zona de actividad hidrotermal continua.

Geografía y estructura

Incapillo, ubicado en la provincia argentina de La Rioja, es la caldera volcánica más alta del mundo, originada por volcanismo explosivo. El nombre Incapillo significa «Corona del Inca» en quechua;[2]​ también se le conoce como caldera Bonete,[3]​ Corona del Inca o Inca Pillo.[4]​ Las cumbres circundantes fueron visitadas por pueblos prehispánicos.[5]​ El cráter se promociona como destino turístico, con visitas posibles entre diciembre y abril.[6]​

Incapillo forma parte del cinturón volcánico de los Andes, que se extiende por Chile, Bolivia y Argentina, e incluye seis o más sistemas de calderas o ignimbritas cuaternarias, unos 44 estratovolcanes y más de 18 centros más pequeños. Uno de estos estratovolcanes, el Ojos del Salado, es el volcán más alto del mundo.[7]​ Esta zona también incluye el complejo volcánico Altiplano-Puna y la caldera Galán, al sur del mismo.[8]​ Incapillo es el volcán más meridional de la ZVC que entró en erupción durante el Pleistoceno; el siguiente volcán al sur que entró en erupción durante el Pleistoceno es el Tupungato, a 33° de latitud sur.[9]​

A mountain with snow patches rises above a smaller hill, which in turn rises above a plain covered with sparse yellow plants
Cerro Bonete Chico

Incapillo es una caldera con un diámetro de 5 x 6 kilómetros (3,1 x 3,7 mi) y se encuentra a una altitud de 5750 metros (6288,3 yd) o 5386 metros (5890,2 yd).[10]​ Los tres centros volcánicos adyacentes de Monte Pissis (6882 metros (7526,2 yd) ), Cerro Bonete Grande ( 6436 metros (7038,5 yd) ), y Cerro Bonete Chico (6759 metros (7391,7 yd) ) también se consideran parte del complejo volcánico Incapillo y se encuentran entre los más altos de la Tierra.[11]​ Estos centros rodean los domos de ignimbrita y lava.[12]​ La caldera tiene unos 400 metros (437,4 yd) de profundidad y sus paredes alcanzan alturas de 250 metros (273,4 yd).[13]​ La ignimbrita de Incapillo que contiene piedra pómez forma la mayor parte de las paredes de la caldera.[14]​ Cuarenta domos de lava rodean la caldera,[15]​ distribuidos en un patrón noroeste-sureste.[16]​ Hay un grupo oriental de domos de lava entre Monte Pissis y Cerro Bonete Chico, y uno occidental en la Sierra de Veladero. Los domos tienen alturas de 100–600 metros. y el material erosionado del domo forma una plataforma de aproximadamente 1 kilómetro (0,6 mi) de ancho alrededor de muchos de ellos. Las plataformas están compuestas de material erosivo.[17]​ Algunos domos tienen cráteres llenos de agua con anchos de 20 metros (21,9 yd) en su cima.[18]​ Los domos en el lado norte de la caldera son dacíticos y muestran signos de alteración hidrotermal. Algunos domos probablemente formen parte del complejo volcánico precaldera, y varios domos riodacíticos se erosionaron tras la formación de la caldera;[19]​ estos se consideraban anteriormente restos erosivos.[20]​ Los domos más antiguos presentan colores rojizos oxidados en las imágenes satelitales.[21]​ El volumen total combinado de los domos es de unos 16 kilómetros cúbicos. [22]​

A blue lake in a crater, with the terrain covered in rocks and no vegetation
Laguna Corona del Inca, con un domo de lava a la derecha

La Laguna Corona del Inca, considerada el lago navegable más alto del mundo,[23]​ se encuentra junto a un domo de lava muy alterado en el centro de la caldera. Se han reportado varias dimensiones: el lago puede tener 350 metros (382,8 yd) o 13 metros (14,2 yd) de profundidad, podría estar a 5300 metros (5796,2 yd) o 5495 metros (6009,4 yd) de altitud, y su área de superficie se ha expresado de diversas maneras como 2 x 1 kilómetro (1,2 x 0,6 mi), 334 hectáreas (3,3 km²) entre 1986 y 2017[24]​[25]​ o 1,8 kilómetros cuadrados (0,7 mi²).[26]​ El lago probablemente generó los depósitos evaporíticos y lacustres que se encuentran en el fondo de la caldera.[27]​ Temperaturas del agua de 13 grados Celsius (55,4 °F) Las temperaturas obtenidas por mediciones satelitales sugieren que la actividad hidrotermal persiste en el lago. El lago se alimenta de agua de deshielo;[28]​ su superficie disminuyó entre 1986 y 2017.[29]​ Otros lagos se encuentran en depresiones topográficas.[30]​

Geología

La placa de Nazca se está subduciendo debajo de la placa Sudamericana en el área de la ZVC a una velocidad de 7-9 centímetros (2,8-3,5 plg) por año. La subducción produce vulcanismo a lo largo de la Cordillera Occidental 7–9 centímetros al este de la fosa formada por la subducción.[31]​

Incapillo es uno de al menos seis volcanes de ignimbrita o caldera diferentes que forman parte de la ZVC en Chile, Bolivia y Argentina. La ZVC es uno de los cuatro arcos volcánicos diferentes en los Andes.[31]​ El Cinturón de Maricunga, de unos 50 kilómetros (31,1 mi) al oeste de Incapillo, es donde se inició el vulcanismo 27 hace millones de años. Se produjeron fases de actividad ignimbrítica y estratovolcánica, incluyendo el volcán Copiapó, hasta que cesó con la última erupción del Nevado de Jotabeche hace 6 millones de años. Al sur de Incapillo, la región de la losa pampeana se asocia con deformación tectónica y ausencia de actividad volcánica hasta el volcán Tupungatito, más al sur.[32]​

S. L. de Silva y P. Francis sugirieron en su libro de 1991, Volcanes de los Andes Centrales, que la ZVC debería subdividirse en dos sistemas de volcanes: uno en Perú y otro en Chile, según su orientación (noroeste – sureste versus norte – sur). Charles R. Stern señala en un artículo de 1987 en la Unión Geofísica Americana, que C. A .Wood, G. McLaughlin y P. Francis sugirieron, en cambio, una subdivisión en nueve grupos diferentes.[31]​

Local

Incapillo se encuentra sobre una corteza de 70 kilómetros (43,5 mi) de espesor, entre las más gruesas de las regiones volcánicas de la Tierra.[32]​ Diversos estudios indican que las tendencias en las proporciones isotópicas de las rocas volcánicas de Incapillo se deben al engrosamiento de la corteza y a su mayor contribución a los magmas.[33]​ En la latitud de Incapillo, el terreno norte de Antofalla limita con el terreno de Cuyania. Estos terrenos tienen orígenes distintos y estuvieron unidos a Sudamérica durante el Ordovícico.[34]​

En la latitud de Incapillo, la subducción de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana se achica abruptamente hacia el sur. Este achique forma el límite entre la zona volcánicamente activa (ZVC) y la región de la placa plana pampeana, magmáticamente inactiva, más al sur.[35]​ Esta inactividad magmática se debe a que la placa plana elimina la cuña astenosférica.[36]​

Incapillo es parte de un sistema volcánico activo entre 3,5 y 2 millones de años atrás que incluye Ojos del Salado y el Nevado Tres Cruces.[37]​ Fue el último centro volcánico formado en la región, una perspectiva es que, posteriormente, la reducción de la losa subductora impidió el vulcanismo al este y al sur.[38]​ Otra perspectiva considera a Incapillo como parte de una tendencia noreste – suroeste con Cerro Galán y Cerro Blanco.[39]​ Esta tendencia puede estar relacionada con la delaminación de la corteza inferior. Además, estos centros se ubican entre dos dominios de diferente rigidez: un dominio sedimentario Ordovícico de baja rigidez y un basamento de mayor rigidez.[40]​

La formación de los domos de lava más antiguos puede haber sido influenciada por fallas enterradas o los sistemas de suministro de los volcanes más antiguos Pissis y Bonete Chico.[41]​ Los datos de isótopos y composición sugieren que el magma de Incapillo se formó a profundidades relativamente limitadas de aproximadamente 65–70 kilómetros por encima de la placa superficial.[42]​ Se encuentra un foco de actividad sísmica en Incapillo[43]​ y una anomalía de onda sísmica débil debajo de la cordillera principal puede estar vinculada a su actividad menguante.[44]​

Composición

La ignimbrita de Incapillo está formada por riodacita rica en potasio y pobre en magnesio, formando una piedra pómez vítrea y porosa con clastos individuales de 5–20 centímetros de diámetro. La piedra pómez típica contiene cristales de biotita, hornblenda, plagioclasa, cuarzo y sanidina, con cantidades menores de apatita, óxidos de hierro y titanita. Los domos de lava presentan composiciones cristalinas uniformes, más ricas en magnesio que la ignimbrita. Las rocas de los domos de lava contienen fenocristales de anfíbol, biotita, plagioclasa, cuarzo y titanita.[45]​ Algunos domos contienen además feldespato alcalino. Los domos más antiguos presentan un mayor contenido de anfíbol y un menor contenido de cuarzo que los domos más recientes. Los domos poscaldera presentan una fuerte alteración hidrotermal.[46]​

Las rocas de Incapillo son ricas en sodio y presentan altas proporciones de lantano y samario a iterbio, así como de bario a lantano, así como altas proporciones de plomo-206 a plomo-204 y de estroncio -87/estroncio-86.[47]​ Estos patrones de tierras raras son similares a los de las rocas del Cinturón de Maricunga del Mioceno Tardío y contrastan con las rocas del Mioceno Temprano. Los cambios en los patrones de tierras raras ocurrieron al mismo tiempo que el arco migró hacia el este, poniendo fin a la actividad en el Cinturón de Maricunga.[48]​ Las proporciones de elementos son marcadamente arqueadas con algunas características adakíticas.[49]​ Las rocas contienen considerablemente más sodio y alúmina que casi todas las rocas volcánicas silíceas de los Andes Centrales.[50]​

La composición de los domos de lava sugiere que se formaron a partir del magma desgasificado que dejó la erupción que formó la caldera.[51]​ Los domos de lava anteriores a la caldera se generaron directamente a partir de una cámara de magma común o indirectamente a través de cámaras secundarias.[52]​ Las proporciones de isótopos de plomo indican que el volcán se formó en el borde de un área de granito y riolita de la era paleozoica.[53]​ Los magmas de Incapillo probablemente se formaron como magmas máficos adakíticos de alta presión derivados de la corteza, ya sea directamente por anatexis o indirectamente a partir de fragmentos de la corteza arrastrados.[54]​ Los magmas luego se modificaron por contaminación de la corteza y cristalización fraccionada.[55]​ A medida que la placa en subducción se hacía menos profunda, el granate cortical (que contenía lherzolita y granulita) y eclogita -contribuidos tanto desde la base cortical como desde las rocas del antearco que fueron arrastradas por la placa en subducción- se convirtieron en un componente cada vez más importante de los magmas erupcionados.[56]​ Finalmente, la cámara magmática de Incapillo se desconectó del manto y la corteza inferior.[57]​

La ignimbrita de Incapillo contiene xenolitos con tamaños de 0.5–4 centimetres formados por anfibolita. El anfíbol es el componente dominante.[58]​ Los cristales de anfíbol están encerrados en cristales intersticiales de plagioclasa y, a veces, contienen cristales secundarios de biotita. El volcán presenta depósitos de azufre crudo.[59]​

Clima, hidrología y vegetación

Incapillo, al ser una zona de gran altitud, presenta un clima alpino con bajas temperaturas y bajo nivel de oxígeno, vientos fuertes y precipitaciones predominantemente estivales. Incapillo no cuenta con estaciones meteorológicas, por lo que no se dispone de datos climáticos precisos; sin embargo, la Laguna Brava, más al sur, tiene una precipitación promedio de 300 milímetros (11,8 plg) y una temperatura media de 0-5 grados Celsius (32,0-41,0 °F). En Bonete nace el río Desaguadero.[60]​

La vegetación varía según el suministro de agua y la altitud, alcanzando elevaciones de 4300-5000 metros (4702,5-5468,1 yd); por debajo, la vegetación adopta la forma de una estepa arbustiva. Pastos a 5000 metros (5468,1 yd) se encuentran en la familia de las gramíneas se encuentran Festuca, Stipa y, en zonas más húmedas, también géneros como Calamagrostis. Matorrales como Adesmia y Nototriche copon forman ocasionalmente densas áreas.[61]​

Historia geológica

La actividad en Incapillo comenzó poco después del final del vulcanismo del Cinturón de Maricunga y ocurrió primero en Monte Pissis hace entre 6,5 y 3,5 millones de años. Se observó mayor vulcanismo al sur de Incapillo hace 4,7 ± 0,5 millones de años, en la Sierra de Veladero 5,6±1 – 3,6 ± 0,5 millones de años, y en la región de Cerro Bonete Chico 5,2±0,6 – 3,5 ± 0,1 millones de años.[62]​ Algunas de las andesitas máficas de Pircas Negras de hace 3 a 2 millones de años parecen estar asociadas con el complejo volcánico Incapillo. Estas rocas forman el último pulso del vulcanismo de Pircas Negras.[63]​ Las edades específicas de los flujos de Pircas Negras en la región de Incapillo incluyen 4,7 ± 0,5. millones de años, 3,2 ± 0,3 millones de años y 1,9 ± 0,2 Hace millones de años. El vulcanismo andesítico - riolítico formó ignimbritas y domos de lava de 2,9 ± 0,4 millones de años. – 1,1 ± 0,4 millones de años,[64]​ siendo el domo pre-caldera más joven de 0,873 ± 0,077 millones de años.[65]​ Los domos de lava se formaron mediante extrusión no explosiva.[66]​

La ignimbrita de Incapillo no está soldada[67]​ y cubre una superficie de 80,47 kilómetros cuadrados (31,1 mi²), extendiéndose a una distancia de 15 kilómetros (9,3 mi) de la caldera.[68]​ La ignimbrita aparece en un valle fluvial efímero que se dirige al este y en la Quebrada del Veladero, al sur, y posiblemente también junto a las cabeceras del Río Salado. Los espesores varían de 10 a 250 metros (10,9 a 273,4 yd); la ignimbrita está sustentada por un depósito de oleada rico en lítica y ceniza con un espesor de 5 centímetros (2 plg).[69]​ La ignimbrita presenta características de bandeo lejos de la caldera y, en la Quebrada de Veladero, clastos del tamaño de un balón de fútbol se mezclan con ceniza fina. Las rocas de las ignimbritas más alejadas de su fuente indican que la ignimbrita probablemente se formó a partir de la mezcla de magma dacítico menos viscoso con riolita.[70]​ El volumen total de la ignimbrita es de aproximadamente 20,4 kilómetros cúbicos. Se han encontrado restos de hace 0,52 ± 0,03 y 0,51 ± 0,04 millones de años. Se trata de una ignimbrita riodacítica a riolítica con alto contenido de cristales y pómez[71]​ y bajo contenido lítico.[72]​ El volumen equivalente de roca densa es de unos 14 kilómetros cúbicos.[73]​ El volumen de la ignimbrita de Incapillo es comparable al de la ignimbrita de Katmai.[74]​ La ignimbrita de Incapillo probablemente se formó a partir de una erupción de baja altura con una fuente, sin una columna eruptiva alta,[75]​ formando primero una oleada en la base y luego flujos piroclásticos.[76]​ El cambio de erupciones con domos de lava a erupciones formadoras de ignimbrita pudo haber sido provocado por la inyección de magmas más calientes en la cámara magmática. Una teoría menos probable es que el desplazamiento se debiera a cambios en el contexto tectónico. Durante la erupción, un colapso similar a un pistón formó la caldera.[77]​

Posteriormente, se formó un flujo de escombros denominado Veladero (también conocido como Ignimbrita de la Quebrada de Veladero) en un valle glaciar al sur de la caldera. Es rico en líticos y pómez.[78]​ Estos líticos provienen de las lavas de la Sierra de Veladero, Cerro Bonete Chico y Pircas Negras. El flujo de escombros tiene una profundidad de entre 15 a 25 metros (16,4 a 27,3 yd) de espesor 5 kilómetros (3,1 mi) al sur de la caldera hasta 10 a 15 metros (10,9 a 16,4 yd) más al sur, siendo el volumen total 0,5–0,7 kilómetros cúbicos. El flujo de escombros tiene una composición diferente a la de la ignimbrita principal de Incapillo, ya que contiene dacita marrón rojiza y clastos. Presenta una composición masiva sin gradación y probablemente se trate de un lahar o un depósito de flujo de escombros, posiblemente influenciado por el agua de glaciares o lagos de cráter. Los efectos del viento han generado crestas con montículos.[79]​

No existen fechas disponibles para los domos de lava post-caldera, que probablemente surgieron del magma que ascendía por los conductos formadores de la caldera, ya que estos domos se encuentran únicamente dentro de la caldera. Las elevadas temperaturas del lago de la caldera sugieren que aún existe actividad hidrotermal bajo Incapillo.[80]​ La tomografía sísmica ha identificado la presencia de una estructura, al menos parcialmente fundida, bajo el volcán.[81]​

Referencias

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