MONOGRAFÍA PARA LA APROBACIÓN DEL CURSO:VOLCANISMO ANDINO E IMPACTOS EN LA SOCIEDAD Y EN LOS ECOSISTEMAS CON ESPECIAL ENFOQUE EN CENIZAS VOLCÁNICAS

Factores que inciden en las modalidades de subducción de la Placa de Nazca y sus implicancias en la configuración de volcanismo

cuaternario en el sector occidental de la placa Sudamericana

Cisterna Juan PabloProfesor en Geografía

Facultad de HumanidadesUniversidad Nacional del Comahue

Introducción

La presente monografía es un requisito para aprobar el curso “Volcanismo Andino e impactos en la sociedad y los ecosistemas con especial enfoque en cenizas volcánicas” realizado los días 17 y 18 de Octubre del corriente año. Teniendo en cuenta la temática del curso, y frente a la libertad de elegir el tema, opte por el tema de esta monografía, factores que inciden en las modalidades de subducción de la placa de Nazca, y sus implicancias en la configuración del vulcanismo cuaternario en el sector occidental de la placa Sudamericana. El objetivo central de este trabajo es analizar los diversos factores que según los autores considerados explican las diversas modalidades de subducción de la Placa de Nazca estableciendo relaciones entre dichas modalidades de subducción y la configuración de áreas con y sin volcanismo en el sector occidental de la placa Sudamericana.Antayhua y Tavera (2003:1) plantean que la Tierra libera energía de manera continua, ya sea en forma de sismos o erupciones volcánicas, de ahí que las zonas en donde se producen estos fenómenos naturales coincidan en su distribución geográfica a nivel mundial. La actividad volcánica y sísmica se desarrolla con gran intensidad en las zonas de extensión (dorsales oceánicas, rifts oceánicos y continentales) y principalmente en las de comprensión de la corteza conocida como zonas de subducción, además de los arcos de islas y cuencas oceánicas (fallas de rumbo y puntos calientes). La región volcánica y sísmica más activa del mundo es conocida como “Cinturón de Fuego del Pacífico” y prácticamente comprende todo el contorno del Océano Pacifico; es decir, Nueva Zelandia, los archipiélagos de Filipinas y Japón, la península de Kamchatka (Rusia), Alaska, la costa occidental de Estados Unidos, México, Centroamérica y la región andina en Sudamérica…”

Estos mismos autores (ibídem) mencionan que hoy en día, de los 1500 volcanes catalogados en el mundo, 500 se ubican en el borde Oeste de Sudamérica y sólo un 5 % de los mismos se encuentran en actividad. Según Moreno Switt (2004:7) el sistema andino en el margen occidental de Sudamérica, es una de las áreas tectónicas más activas e interesantes del mundo. Es un clásico ejemplo de un orógeno formado en un proceso subductivo de larga vida y actualmente activo. Se extiende paralelo a la costa del Océano Pacífico, desde el sur de Chile hasta Colombia, por más de 7.500 km. Las placas que interactúan actualmente en este sistema

son las Placas de Nazca, Antártica y Sudamericana. En el borde de convergencia, las placas de Nazca y Antártica poseen litosfera oceánica, mientras que la placa Sudamericana posee litosfera continental. Estas litosferas poseen características propias, las cuales definen un tipo de comportamiento reflejado en un tipo de subducción que pasaremos a analizar en el siguiente apartado.

Estructura en zonas de subducción oceánico – continental

De acuerdo con Tarbuck, E. y Lutgens, F. (2005:397) Las zonas de subducción (que relacionan una placa litosférica con litosfera oceánica y una placa litosférica con litosfera continental) pueden dividirse en:1 – Fosa oceánica profunda, que se forma donde una placa de litosfera oceánica en subducción se dobla y desciende hacia la astenósfera.2 - Arco Volcánico, que se forma sobre la placa subyacente. Estos autores detallan el proceso de su formación como sigue:A medida que la litosfera oceánica desciende hacia el manto, el aumento de las temperaturas y las presiones provoca la salida de los volátiles (principalmente agua) de las rocas de la corteza. Estos fluidos móviles migran hacia la pieza en forma de prisma del manto situado entre la placa en subducción y la placa superior. Una vez la capa (sic) que se hunde alcanza una profundidad aproximada de 100 kilómetros, estos fluidos ricos en agua reducen el punto de fusión de las rocas calientes del manto (principalmente peridotita) lo suficiente como para provocar fusión parcial. Esta, genera magmas primarios, con composición basáltica. Debido a que son menos densos que las rocas a partir de las cuales se formaron, estos magmas basálticos recién formados tenderán a ascender.Al alcanzar la base de la corteza continental, que está formada por rocas de baja densidad, en general estos magmas basálticos se reúnen y se acumulan. Para poder continuar ascendiendo, los cuerpos magmáticos deben tener menor densidad que las rocas de la corteza. En zonas de subducción este se consigue mediante la diferenciación magmática, en la que los minerales pesados ricos en hierro cristalizan y se sedimentan, dejando el fundido restante enriquecido en sílice y otros componentes ligeros. (Tarbuck y Lutgens, op. cit.: 401-402).De acuerdo a este último proceso un magma basáltico relativamente denso puede originar magmas menos densos con una composición andesítica (intermedia) o riolítica (félsica). 3 - Región de Antearco, región situada entre la fosa y el arco volcánico4 – Región de Tras-arco, región situada en el lado del arco volcánico opuesto a la fosa.El análisis de estos últimos dos ítems quedan fuera del objetivo de este trabajo, por lo que se realizará la profundización de los dos primeros ítems ya que tienen especial injerencia en el tipo de subducción que presenta la placa de Nazca por debajo de la Sudamericana.

Tipos de subducción de una placa con litosfera oceánica por debajo de una placa con litosfera continental

Subducción Normal

Ubeda y Palacios (2008) mencionan que cuando el ángulo de subducción es mayor a 25º, un sector del manto superior queda pinzado entre la placa oceánica subducida y la placa continental por debajo de la cual se produce la subducciónEn estas condiciones estos autores expresan que se produce una transferencia de humedad de la placa oceánica (en subducción) al sector del manto pinzado. El aporte hídrico induce una significativa reducción de la temperatura de fusión de los minerales del manto desencadenando un proceso de fusión parcial que favorece la formación de magmas con una densidad menor que la de su entorno. Ver Diagrama Nº 1 Este fenómeno implica el ascenso del magma y la intrusión en la corteza superior. (Ubeda y Palacios 2008:29)

Gráfico Nº 1Ejemplo de Subducción Normal

Fuente: Tomado de Ubeda y Palacios (2008:29)

Por el contrario cuando el ángulo es menor a 25º la losa en subducción no entra en contacto con la parte superior del manto, esto impide que se produzca la fusión parcial. Este fenómeno se denomina Flat Slab en la literatura geológica, termino que trataremos en el siguiente apartado

Flat Slab o Subducción Subhorizontal

El Flat Slab define a la geometría de subducción de una placa con litosfera oceánica por debajo de una placa con litosfera. En este sentido, la placa oceánica se introduce por debajo de la continental de manera horizontal por varios cientos de kilómetros antes de reanudar su descenso dentro del manto.

Esta geometría inusual fue identificada por primera vez como una zona plana poco profunda (Hasegawa y Sacks, 1981 citado por Proyecto Pulse) y estaría asociada con el gap volcánico que se presenta entre 1º y 15º S (Zona de subducción del norte de Perú), (Henry y Pollack, 1988 citado por Proyecto Pulse). Nosotros también podemos agregar que sucede el mismo fenómeno entre los 11 y 5º N (Zona de subducción plana de Bucaramanga), 28 y 30º S (Zona de Subducción plana pampeana) y 41 y 43ª S (zona de subducción de la dorsal de Chile) (Proyecto Pulse, 2011: 1)Moreno Switt expresa que una subducción subhorizontal implica el desarrollo de una ventana volcánica (regiones sin volcanismo cuaternario), un imbricamiento activo en el retroarco y una losa subductiva que a profundidades de 100 kms se hace casi horizontal, llegando a un ancho de 300 kms antes de consumirse. (Moreno Switt, M. 2004:52) Este imbricamiento se relaciona al desarrollo de sismicidad, mientras que se encuentra ausente el vulcanismo. Esta modalidad de subducción esta relacionada a una serie de factores que veremos más adelante en este informe. Ver Grafico Nº 2

Gráfico Nº 2Ejemplo de Subducción horizontal o Flat Slab

Fuente: Elaboración propia en base a cuadros de Tarbuck y Lutgens (2008)

Características Generales de la Subducción de la Placa de Nazca

El siguiente gráfico permite observar por un lado las diversas longitudes estimadas del plano de Benioff a los largo del borde de convergencia entre la Placa de Nazca y la Placa Sudamericana.La longitud de dicho plano (observado como una serie de bandas de diversas tonalidades) indica que el ángulo de subducción es lo suficientemente reducido como para posibilitar el imbricamiento activo de retroarco que se produce entre la placa subductada y la placa suprayacente. Este imbricamiento se traduce un ángulo de subducción reducido, sismos de foco profundo y ausencia de vulcanismo cuaternario.

Estas dos posibilidades Subducción Normal y la subducción tipo Flat Slab o Subhorizontal permiten clasificar rápidamente diversos segmentos de los Andes a propósitos de nuestro informe. Los nombres, ángulos de subducción y ubicación geográfica se pueden observar en el siguiente cuadro.

Cuadro Nº 1 Distribución del Vulcanismo en la Cordillera de los Andes

Fuente: Tomado de Ubeda y Palacios (2008:30)

La ubicación de las zonas volcánicas y de las áreas de Flat Slab pueden visualizarse rápidamente en el siguiente mapa

Mapa Nº 1Zonas de Subducción Horizontal (Flat Slab)

Fuente: Ramos V. Clase 13 Andes Peruanos Centrales (segunda parte). Tectónica Andina (Parte III Andes Centrales). Laboratorio de Tectónica Andina. Universidad de Buenos Aires

Causas del desigual ángulo de subducción de segmentos de la litosfera oceánica

Soler (1990:1) indica que a pesar de la continuidad de la subducción de la placa de Nazca (Farallón) debajo del continente sudamericano durante el Cretácico Superior y el Cenozoico, el magmatismo, esencialmente calcoalcalino, ha tenido un carácter episódico durante este período, siendo los episodios de actividad magmática separados por períodos de remisión aparente. La edad y volumen relativo correspondiente a cada uno de estos episodios pueden ser interpretados como consecuencias de variaciones en las modalidades de subducción, siendo la más determinante la velocidad de convergencia entre ambas placas. Los períodos con velocidad de convergencia alta (mayor a 10 cms por año) están caracterizados por las pulsaciones más importantes en volumen, mientras que los períodos de aparente inactividad magmática están asociados a períodos de velocidad de convergencia relativamente baja (menor a 7 cms por año).

Además este autor menciona que la distribución espacial del magmatismo está relacionado fundamentalmente con el ángulo del plano Wadati - Benioff que depende básicamente de cuatro factores:

1- La edad de la placa oceánica subductada.2- Velocidad de convergencia entre placas 3- La velocidad absoluta de la placa sud-americana 4- La subducción de tramos “anormales” de la placa subductada tales como

dorsales asísmicas

El autor anteriormente citado menciona aspectos que inciden en la manifestación de volcanismo. Por ende el vulcanismo reciente, está en íntima relación a una serie de aspectos que en el pasado geológico prepararon el terreno para permitir la manifestación volcánica en superficie. Nosotros a la hora de realizar el análisis de estos factores, realizaremos el tratamiento conjunto de los ítems asociados a la Velocidad de convergencia entre placas, y la velocidad absoluta de la placa sud-americana. Y en cuanto al análisis conjunto de ambos haremos mayor hincapié en la velocidad de convergencia entre placas e incorporaremos lo relacionado a la velocidad de subducción que nos sugieren Somoza y Ghidella (2005).

Mapa Nº 2 Principales rasgos relacionados al vulcanismo reciente en la placa Sudamericana

Fuente: Tomado de Ubeda y Palacios 2008:13 A su vez en el siguiente grafico, puede observarse en tres dimensiones el plano de Wadati – Benioff, el cual se puede apreciar como una serie de bandas paralelas que comienzan desde el borde occidental del continente sudamericano (este borde esta relacionado al borde de convergencia entre las placas de Nazca y Sudamericana), donde el plano de Wadati – Benioff indica el angulo de subducción y la longitud de la placa subductada por debajo de la placa Sudamericana antes de fundirse completamente en el manto .

Grafico Nº 3 Características del plano de Wadati – Benioff a lo largo del borde de convergencia entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana.

Figura 1 Malla tridimensional representando la Zona de Benioff. El sector subducido de las dorsales asísmicas se indican con líneas blancas discontinuas. Tomado de Ubeda y Palacios (2008:15)

La edad de la placa oceánica subductada

La edad del fondo oceánico incide directamente en el ángulo de subducción de la placa. Tarbuck y Lutgens plantean al respecto que “la subducción se produce porque la densidad de la placa litosférica descendente es mayor que la de la Astenósfera subyacente. En general, la litosfera oceánica es más densa que la Astenósfera subyacente, mientras que la litosfera continental es menos densa y resiste la subducción […] Las capas de litosfera oceánica descienden en la Astenósfera a unos ángulos de unos pocos grados (tal como sucede en el caso de una subducción tipo Flat Slab) o pueden caer casi en vertical (90 grados), pero el ángulo medio es de unos 45 grados. El ángulo al que la litosfera oceánica desciende en la Astenósfera depende de su densidad.Por ejemplo, cuando un centro de expansión está cerca de la zona de subducción, la litosfera es joven y, por consiguiente caliente y con alta flotación. Por consiguiente el ángulo de descenso es pequeño. Esta es la situación que existe a los largo de varias zonas de la fosa Perú – Chile (Ver Cuadro Nº 1)Los ángulos bajos de subducción suelen provocar una interacción considerable entre la placa descendente y la placa superior. Por consiguiente, esas regiones (con ausencia de volcanismo reciente) experimentan grandes terremotos.A medida que la litosfera envejece (se aleja del centro de expansión) se va enfriando gradualmente, lo cual hace que aumente su grosor y su densidad. En cuanto la litosfera oceánica tiene unos 15 millones de años de antigüedad, se vuelve más densa que la Astenósfera subyacente y se hundirá cuando tenga una oportunidad (Tarbuck, E. y Lutgens, F. op. cit.: 57-58)

Las mayores edades del fondo oceánico están relacionadas a las mayores velocidades de convergencia y mayores velocidades las podemos relacionar con mayores posibilidades de un mayor nivel de magmatismo. En el marco del borde de convergencia entre la Placa de Nazca y la Placa Sudamericana, la litosfera con mayor edad se encuentra en cercanías de la Fosa de Perú y Chile (edad entre 50 y 60 Ma), y va siendo mas joven a

medida que nos dirigimos al norte y al sur (35 Ma en cercanías de la Zona Volcánica Sur, 12, 20 y 30 Ma en la Zona Volcánica Norte. Por su parte en el marco del borde de convergencia entre la Placa Antártica y Sudamericana, la litosfera posee una antigüedad aproximada entre 12 y 24 Ma en la Zona Volcánica Austral). (ver Mapa Nº 2)

Velocidad de Convergencia entre placas y velocidad de subducción

En este apartado consideraremos (debido al alcance de esta monografía) dos factores que Soler toma por separado, por un lado la velocidad de convergencia entre placas y por otro, la velocidad absoluta de la placa sudamericana.De acuerdo a Somoza y Ghidella, velocidad de convergencia refiere a la velocidad relativa entre dos puntos, cada uno de ellos ubicado en el interior (estable) de una de las placas; mientras que la velocidad de subducción refiere a la velocidad relativa entre un punto ubicado en el interior de la placa inferior y otro ubicado en el borde de la placa superior (entre la trinchera y la zona de deformación).

Lo primero que podemos observar con respecto a la velocidad de subducción es que la placa antártica posee una velocidad de subducción mucho menor (del orden de los 2 cms/año) con respecto a la placa de Nazca cuya velocidad se encuentra entre 7 y 9 cms/año pero con una cierta variabilidad en diferentes sectores del borde de convergencia dada por la antigüedad de las rocas que forman la litosfera oceánica. Esto trae como consecuencia que se desarrollen fracturas en la placa subductada para acomodar esa desigual velocidad de subducción.

El trabajo de Somoza y Ghidella nos permite observar las siguientes particularidades que ha tenido el borde de convergencia occidental de la placa sudamericana. El movimiento relativo entre las placas Farallón y Sudamérica durante la etapa 72-47 Ma (Es decir fines del Cretácico Superior hasta el Eoceno) se caracteriza por un aumento de progresivo de la velocidad de convergencia asociado a una rotación horaria de la dirección de convergencia (E – O).Durante la etapa siguiente 47 – 28 Ma (Eoceno a Oligoceno), en cambio, la subducción exclusiva de la placa Farallón ocurrió en condiciones de velocidad y dirección de convergencia prácticamente constantes.La etapa más joven se caracteriza por una dirección de convergencia más o menos constante y rotada en sentido horario respecto a la etapa anterior, y por mostrar variaciones en la velocidad de convergencia durante su transcurso. Al inicio de la etapa se observa un abrupto incremento en la velocidad de convergencia. El aumento asociado en la velocidad de subducción podría haber aumentado el ángulo de subducción de la losa debajo del borde continental, mecanismo que puede explicar los registros de extensión y magmatismo con poca influencia de subducción para el Oligoceno Tardío - Mioceno temprano en algunas localidades andinas. La velocidad de convergencia decreció significativamente durante los últimos diez millones de años, al mismo tiempo en que la elevación de los Andes aumentó dramáticamente.

La aceleración del régimen de subducción en los Andes centrales en el oligoceno superior (27 Ma) ha sido asociado a la acumulación de importantes volúmenes de magma, de composiciones variadas (Sebrier & Soler 1991 en Argollo, J. 2006), lavas andesíticas a dacíticas y de ignimbritas riolíticas, constituyendo una franja continua y extendido esencialmente en la parte occidental de la cadena. Este magmatismo es

característico de dominios de subducción y resulta de fusión del manto por deshidratación de la litosfera subducida.

En la actualidad la Placa Sudamericana se está moviendo al oeste-suroeste a una velocidad calculada de 31 mm año y está en contacto directo con la placa Nazca que se mueve hacia el este a una velocidad entre 78 y 84 mm año según diversas áreas; esto está cizallando la placa del Caribe a una velocidad de 30 mm año (Argollo, J. op. cit.)Tarbuck y Lutgens (op. cit.: 399-400) plantean que si la velocidad de subducción es mayor a la velocidad de convergencia se tienden a generar fuerzas extensionales en la placa continental, lo que probablemente coadyuva en la manifestación volcánica de arco y trasarco, debido a la fusión por descompresión.Si la velocidad de convergencia supera a la velocidad de subducción dominarán las fuerzas compresionales, ya que según estos autores la capa de litosfera oceánica descendente sirve como un “muro” que resiste el movimiento en dirección oeste de la Placa Sudamericana. En este caso las fuerzas tectónicas resultantes acortan y engrosan el borde occidental de América del SurEl espesor cortical y el acortamiento de la Cordillera en los Andes Centrales disminuyen de norte a sur, según el régimen de subducción. Es mayor en donde la corteza que se encuentra subduciendo es más vieja, alcanzando en su porción central, a la altura de Bolivia, un espesor cortical máximo de hasta 74 kms y un acortamiento de aproximadamente 320 Km. disminuyendo hacia el sur. A la latitud 36º el espesor cortical aproximado de la cordillera es de 43 kms y el acortamiento ronda los 90 kms (Introcaso et al., 1992 en Fantin, J. 2006:14).

Subducción de tramos anormales de la placa subductada

La subducción de tramos anormales de la placa subductada tiene una importante incidencia en cuanto a la definición de regiones con actividad volcánica reciente separadas por regiones donde dicha actividad está ausente. Básicamente contribuye a definir si habrá o no manifestación volcánica en la placa suprayacente. Sin embargo podemos establecer diferencias entre el comportamiento entre la subducción de dorsales sísmicas y asísmicas, en relación por su puesto a los otros factores que hemos desarrollado y que inciden en definir el ángulo de subducción de las placas Antártica y de Nazca por debajo de la placa SudamericanaEs importante aclarar que el cambio de ángulo de subducción establece también un cambio en el régimen de esfuerzos en la corteza, generando períodos compresivos cuando el ángulo de la zona de Wadati-Benioff es bajo y períodos extensionales cuando dicha zona se empina (Ramos y Aleman, 2000 en Fantin, op. cit).

Las dorsales asísmicas Nazca, Juan Fernández y Carnegie

La existencia de dorsales asísmicas (generadas por la actividad volcánica asociada a puntos calientes situados en el Océano Pacífico) implican una serie de particularidades a medida que subducen junto a la placa que las soporta. (ver Mapa Nº 2 y Gráfico Nº 3), ya que por un lado seccionan a la fosa generando ciertas particularidades a nivel volcánico y tectónico en diferentes zonas del borde de convergencia y por otro contribuyen a definir zonas de ausencia de actividad volcánica actual, intercaladas con zonas de vulcanismo activo.

La dorsal de Carnegie según Chicangana, G et al. (2002) comienza a subductar a finales del Plioceno, generando con esto esfuerzos compresivos verticales sobre la litosfera continental entre Colombia y Ecuador que da lugar a estructuras distensivas de manera similar a las presentadas en el norte de los Andes septentrionales. Estas estructuras favorecieron la aparición de varios complejos volcánicos como el Coconucos y el Galeras en el sur de Colombia, y el Chimborazo en Ecuador, por citar algunos. La subducción de la dorsal de Carnegie al parecer consigue definir cierta oblicuidad del segmento ecuatoriano de la Placa de Nazca a partir de los 3° N, reflejando fuertes eventos volcánicos explosivos durante el Plioceno superior y durante el Cuaternario en el sur de Colombia (Cepeda 1990; Risnes 1995; Pulgarin et a1 1996 en Chicangana, G. op. cit) Esta dorsal es la que básicamente ha definido el segmento flat slab de Bucaramanga, contribuyendo a delimitar hacia el sur la alineación de conos volcánicos de la Zona Volcánica Norte (Ver Mapa Nº 2)

La dorsal de Nazca es un alto batimétrico de la Placa de Nazca que está subduciendo justamente bajo el segmento costero entre 14º y 15º S. (Macharé y Ortlieb (1991: 36). Se ha calculado que debido a la dirección de convergencia, esta dorsal tiene un movimiento de barrido de Norte a Sur respecto a la costa a una velocidad de 63,53 kms/Ma. Esta relacionada a la torsión de la placa subducida. Con respecto a la zona costera, varios trabajos recientes han aportado datos que sustentan bien la hipótesis que la subducción de la dorsal de Nazca ocasiona un fuerte levantamiento de las costa del departamento de Ica.

Stern (2004) plantea sobre el flat slab peruano que la transición de ángulo bajo de subducción hacia uno mas pronunciado hacia el sur, se asocia con un plegado abrupto, sin desgarro, en la placa de Nazca en subducción. La actividad magmática se ha producido a través de todo este segmento antes de los 10 Ma, pero ha ido disminuyendo en intensidad progresivamente de norte a sur en conjunción con la migración hacia el sur de la subducción de la dorsal de Nazca por debajo de la placa Sudamericana y finalmente ha finalizado entre 5 y 2 Ma.

La dorsal de Juan Fernández, actualmente en subducción en dirección noreste (Pardo et al., 2002; Anderson et al., 2007 en Alvarado, P. y otros. 2010:2) es la responsable del desarrollo de la denominada Zona de Flat Slab Pampeana determina la ausencia de volcanismo reciente además de implicar una gran actividad sísmica en los Andes Centrales y el desarrollo de las máximas alturas de todo el continente. Las localizaciones sísmicas correspondientes a la zona de Wadati-Benioff definen claramente la parte superior de la placa oceánica en posición casi horizontal a profundidades entre 90 y 110 kms Anderson et al., 2007 en Alvarado, P et al. Op. Cit.). (Ver Mapa Nº 2 y Gráfico Nº 3)La subducción de un sector de la placa oceánica de Nazca engrosada debido al aporte de rocas máficas y ultramaficas a la litosfera (en el área de la dorsal) determinan la menor densidad de esta placa ya que estas rocas que se agregan a la litosfera oceánica son más jóvenes que las rocas de la placa (área del fondo oceánico).Todo esto trae como consecuencia la progresiva horizontalización de la placa en subducción, lo que implica la disminución progresiva de la manifestación volcánica en la superficie de la placa suprayacente.

Stuessy et al. (1984) citado por Alvarado (op. cit) propone que el origen de esta cordillera oceánica se debe al movimiento hacia el noreste de la Placa de Nazca por encima del hot spot (punto caliente) situado aproximadamente a 34º S y 82º O en el Océano Pacífico.Así, la cortezaoceánica asociada con la dorsal correspondiente a la cúspide de la placa de Nazca se encuentra engrosada y posee además, rugosidades e irregularidades en su relieve topográfico tales como los montes submarinos O´Higgins y Guyot cuya morfología corresponde a conos volcánicos apagados de dimensiones cercanas a los 70 kms y 30 kms (Kopp et al, 2004 en Alvarado op. Cit)

Mapa Nº 3Dirección de subducción de dorsal Juan Fernández

Fuente: Ramos V. Clase 21 Andes Argentino – Chilenos. Tectónica Andina. Laboratorio de Tectónica Andina. Universidad de Buenos Aires.

Stern (op. cit.) plantea que el lugar de subducción de la dorsal de Juan Fernández ha ido migrando de Norte a Sur debajo del segmento que actualmente ocupa la Flat Slab Pampeana durante el Cenozoico Tardío. Esto puede según el autor contribuir a la reducción del ángulo de subducción de la placa de Nazca.En este segmento, entre los 28º y 32ºS, el plano de Wadati - Benioff es sub-horizontal (Cahill y Isaac, 1992 en Stern, op cit), llegando la corteza oceánica hasta 700 kms de la fosa antes de consumirse. El ángulo de subducción de la placa de Nazca se redujo por debajo de la inclinación necesaria para desarrollar fusión parcial, y convirtió al área en una zona carente de vulcanismo en el cuaternario (Zona de Subducción plana Pampeana) ver Mapa Nº 2.

Dorsal Sísmica de Chile

En el denominado segmento patagónico austral de la cordillera de los Andes (46º 30´ y 52º S) se desarrolla un silencio volcánico (gap) producido en el arco magmático desde hace unos 10 Ma, resultado de la colisión de la dorsal de Chile (Stern et al 1976, en Caminos, R. 1999:749-750). La colisión de la dorsal se ha realizado en segmentos discretos a los 10, 6 y 3 Ma (Ramos 1989b; Ramos y Kay, 1992 en Caminos, R. op. cit.), lo que ha producido un silencio volcánico en el arco magmático y el desarrollo de una ventana astenosférica que han controlado la efusión de basaltos de plateau detrás del arco volcánico perteneciente a la Zona Volcánica Austral. Al norte de la Zona volcánica Austral, la colisión de una dorsal sísmica a esa latitud produce un Gap volcánico que en la región se extiende hasta el Mioceno Inferior. Este magmatismo básico, que localmente se conoce como basalto Posadas, corresponde a un vulcanismo de retroarco desarrollado por la subducción de la dorsal oceánica que separaba la Placa de Farallón de la Placa de Phoenix (Caminos, 1999: op. cit)

CONCLUSIONES

La geodinámica de los Andes está directamente ligada a la subducción de la placa oceánicas Antártica y Nazca por debajo de la placa Sudamericana. Tanto la subducción de la placa de Farallón y posteriormente la de Nazca desde el Cretácico superior hasta la actualidad, como la placa antártica tenido como consecuencia la formación de la Cordillera de los Andes, incluyendo actividad tectónica y volcánica con un régimen tectónico globalmente compresivo y magmatismo de arco en algunos sectores.De acuerdo con Soler, existen una serie de factores que han determinado la existencia de vulcanismo reciente en diversas regiones de la Cordillera, separadas entre sí por zonas sin volcanismo.El principal aspecto que define si una región de la cordillera va poseer manifestación volcánica reciente esta relacionada a las diferencias en la geometría de la geometría de la zona Wadati – Benioff.Otros aspectos mencionados por este autor, tales como la edad de la placa oceánica subductada, la velocidad de convergencia entre placas y la velocidad de subducción junto a la subducción de tramos “anormales” de la placa subductada tales como dorsales asísmicas son las que definen básicamente el ángulo con el seducirá la placa de Nazca en cada sector del borde de convergencia entre las placas de Nazca y Sudamericana.En este sentido, la convergencia entre las mencionadas placas, provocan el desarrollo de volcanismo reciente cuando el ángulo de subducción alcanza niveles de 25º o más. Por el contrario aquellas zonas son volcanismo reciente están asociadas a ángulos de subducción inferiores a 25º

Es importante considerar que los periodos con un importante magmatismo están relacionados a una velocidad de convergencia del orden de los 10 cms o mas. Mientras que los períodos de aparente inactividad magmática están asociados a períodos de velocidad de convergencia relativamente baja, del orden de menos de 7 cm al año.Esto aparentemente explica la cantidad e intensidad de erupciones volcánicas que se manifiestan en la Cordillera de los Andes, (entre 7 y 9 cms/año) en la actualidad comparándolo con la actividad que tuvo en el pasado, donde la velocidad de convergencia de la Placa de Nazca fue mayor según se ha podido constatar en este

informe. Es decir la velocidad actual de subducción de la placa de Nazca no permite el desarrollo de gran cantidad de manifestaciones volcánicas en superficie.

Por último un aspecto que se torna en el mas importante a la hora de definir el ángulo de subducción de la placa de Nazca. Se trata de la subducción de dorsales, ya sean sísmicas o asísmicas. De acuerdo a lo expresado en el texto, la subducción de estas dorsales implican por su engrosamiento de la corteza oceánica y la menor densidad debido a la relativa juventud de las rocas que las componen. Esto determina una disminución del ángulo de subducción en aquellas regiones de la placa de Nazca donde se encuentran debido a la mayor flotabilidad de la misma.

Diferente es el efecto generado por la subducción de una dorsal sísmica (Dorsal de Chile) que si bien por un lado genera una disminución del ángulo de subducción como en las dorsales asísmicas (generando el desarrollo de un segmento de la cordillera de los Andes sin volcanismo reciente), por otro determina la conformación de una ventana astenosférica la cual genera el ascenso de magmas en sectores tras arco en el interior del territorio argentino.

Las dorsales han ido modificando el punto de la placa sudamericana donde inician la subducción. Hoy en día las zonas sin vulcanismo parecen haber sido recorridas por las dorsales asísmicas en la convergencia de placas de Nazca y Sudamericana, que según Stern, han ido realizando un movimiento de desplazamiento Norte – Sur hasta la actualidad. En este trayecto, han ido paulatinamente modificando el ángulo de subducción del sector de la placa de Nazca por debajo de la placa Sudamericana. Finalmente todavía queda por investigar que fenómenos se producen en la placa Sudamericana, por los cuales la placa subductada permanece subduciendo con ángulo reducido a pesar de que en esa región de la placa ya no se encuentra actualmente subduciendo ninguna de las dorsales asísmicas.

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