Registro de erupciones volcánicas postglaciales en la patagonia centra extraandina

Abstract

Este estudio se centra en el registro de capas de tefra en una porción de la Patagonia central extraandina, ubicada al SE de la provincia de Chubut. Su origen está vinculado a erupciones explosivas de estratovolcanes situados en el sector más austral de la Zona Volcánica Sur (ZVS), durante el Holoceno. La distribución espacial de las tefras está condicionada principalmente por los vientos dominantes del oeste, dispersando y depositando las partículas más finas hacia el este de los Andes, donde condiciones climáticas áridas predominaron durante esta época. El objetivo principal es establecer la cronología de los eventos volcánicos que afectaron la región y evaluar el potencial de las capas de tefra como marcadores cronoestratigráficos de referencia para el período postglacial. En este contexto, se estudiaron cinco sitios denominados: Arroyo La Mata, Cañadón de los Boers, Sur de Colhué Huapi, Rocas Coloradas y Puerto Visser, ubicados entre 300 y 525 km al este de los estratovolcanes de la ZVS. Las capas de tefra halladas en los sitios Arroyo La Mata y Cañadón de los Boers se preservan entre sedimentos que conforman terrazas fluviales holocenas, asociadas a sistemas fluviales de comportamiento efímero. Sus características sugieren procesos de removilización localizada, posiblemente ocurridos inmediatamente después de la erupción. Las capas de tefra identificadas en los sitios Sur de Colhué Huapi y Rocas Coloradas, se preservan entre depósitos aluviales y eólicos, con características de depositación primaria. Estos cuatro sitios presentan capas de tefra con componentes vítreos de características similares, incluyendo la geoquímica de elementos mayoritarios y las propiedades físicas como el color, la morfología y el tamaño de grano, que permiten inferir su origen a un mismo evento volcánico, por lo que se le asignó en este trabajo el nombre de Nivel de Tefra 1 (NT1). La tefra presenta una coloración blanquecina a gris clara, con baja consolidación y se compone de vitroclastos bien preservados y con morfologías diversas, típicas de erupciones muy explosivas. La geoquímica de elementos mayoritarios del vidrio volcánico es consistente con el campo composicional del volcán Hudson (Killian et al., 2003; Smith et al., 2019; Stern et al., 2016), específicamente con la erupción H2, cuya dispersión fue registrada hacia el E-SE ( ̴ 3,6 ka AP, Naranjo y Stern, 1998). Por otro lado, se realizaron dos dataciones radiocarbónicas en huesos y carbones de origen arqueológico, registrados debajo de la capa NT1 en el sitio Arroyo La Mata. Las edades obtenidas otorgan a la tefra una edad máxima entre 3547 y 3983 años cal AP, coincidente con las edades registradas para la tefra H2 por otros autores (Naranjo y Stern, 1998; Smith et al., 2019; Van Daele et al., 2016; Zanchetta et al., 2021). Además, estas edades son coherentes con las obtenidas por Moreno et al. (2016) en dos sitios arqueológicos asociados a la capa de tefra identificada en el sitio Sur de Colhué Huapi. A partir del registro en ALM y el realizado por Moreno et al. (2016), puede observarse una vinculación entre la erupción H2 y las ocupaciones humanas de la época en la región. Por otra parte, en el sitio Puerto Visser, se identificaron finas capas y lentes de tefra, con una coloración gris clara y baja consolidación. Las fracciones vítreas muestran características petrográficas, morfológicas y geoquímicas similares, que permiten inferir un mismo origen para todas las capas, por lo que se le asignó en este trabajo el nombre de Nivel de Tefra Puerto Visser (NPV). Los vitroclastos individuales se encuentran bien preservados, con morfologías variadas, típicas de erupciones muy explosivas. Los análisis puntuales de elementos mayoritarios indican un vidrio rico en SiO2, consistente con el campo composicional del volcán Chaitén, cuyos productos piroclásticos de las distintas erupciones, indican siempre composiciones riolíticas. Se postula que la depositación inicial de la tefra NPV estuvo expuesta a un sistema fluvial efímero, con múltiples reactivaciones a lo largo de miles de años, desencadenadas por eventos de precipitaciones extremas capaces de removilizar el depósito primario aguas abajo de la cuenca, en un cuerpo de agua situado en un entorno costero, protegido del oleaje. Asimismo, las capas de la tefra NPV están ubicadas estratigráficamente por debajo de depósitos de playa (foreshore), asociados al máximo alcance de la transgresión marina del Holoceno, de aproximadamente 6,6 ka AP (Fucks et al., 2018; Schellmann y Ratke, 2010), lo que permite establecer una edad mínima para la tefra. Igualmente, el estrato limo arenoso de la base del perfil fue datado en 11629-11943 años cal. AP, que permite establecer una edad máxima. Sin embargo, al tratarse de depósitos retransportados en diferentes episodios, resulta complejo establecer con certeza el evento volcánico de origen. Los resultados obtenidos en este estudio, permiten interpretar a la tefra NT1 como un marcador cronoestratigráfico de referencia regional para el Holoceno en la Patagonia extraandina. Asimismo, los registros obtenidos tanto de la tefra NT1 como de la tefra NPV, refuerzan el valor de los depósitos distales en la región. En este contexto, la determinación del alcance y dispersión de tefras distales constituye una herramienta clave para ajustar la estimación de la dinámica eruptiva, su frecuencia y los riesgos asociados (Stern, 2008; Fontijn et al., 2014; Del Carlo et al., 2018; Zanchetta et al., 2021, entre otros). En Patagonia extraandina, donde el potencial de preservación de tefras es bajo, su identificación, caracterización y correlación cobran especial relevancia en la reconstrucción de eventos volcánicos holocenos asociados a los estratovolcanes de la ZVS. Además, permiten aportar información relevante para reconstrucciones arqueológicas y paleoambientales de la región.This study focuses on the record of tephra layers in a sector of extra-Andean central Patagonia, located SE of Chubut province. These deposits originate from explosive eruptions of stratovolcanoes in the southernmost part of the Southern Volcanic Zone (SVZ) during the Holocene. Their spatial distribution is primarily controlled by the prevailing westerly winds, which transported and deposited fine particles east of the Andes, in áreas where arid climatic conditions predominated during this Epoch. The main objective is to establish the chronology of volcanic events that affected the region and assess the potential of tephra layers as reference chronostratigraphic markers for the postglacial period. In this context, five sites were analyzed: Arroyo La Mata, Cañadón de los Boers, Sur de Colhué Huapi, Rocas Coloradas, and Puerto Visser, located between 300 and 525 km east of the SVZ stratovolcanoes. At Arroyo La Mata and Cañadón de los Boers, tephra layers are preserved within Holocene fluvial terrace sediments, associated with ephemeral stream systems. Their characteristics suggest localized remobilization processes, possibly occurring shortly after eruption. At Sur de Colhué Huapi and Rocas Coloradas, tephras are preserved between alluvial and eolian deposits, showing features of primary deposition. All four sites contain tephra layers with similar physical and geochemical characteristics, such as color, morphology, grain size, and major elements composition, indicating a shared origin. These were grouped under the designation Tephra Level 1 (NT1). The tephra has a whitish to light gray coloration, with low consolidation, and is composed of well-preserved vitroclasts with diverse morphologies, typical of very explosive eruptions. The glass composition aligns with the Hudson volcano (Killian et al., 2003; Smith et al., 2019; Stern et al., 2016), particularly the H2 eruption, whose dispersion was recorded to the E-SE ( ̴ 3,6 ka AP, Naranjo and Stern, 1998). Radiocarbon dates obtained from archaeological materials below the NT1 layer at Arroyo La Mata provide a maximum age between 3547 and 3983 cal yr BP, consistent with prior records of the H2 eruption (Naranjo and Stern, 1998; Panaretos et al., 2021; Smith et al., 2019; Van Daele et al., 2016; Zanchetta et al., 2021). Similar ages from the archaeological context at South Colhué Huapi (Moreno et al., 2016) further support a regional link between the H2 tephra and human occupations during the mid-Holocene. At Puerto Visser, thin tephra layers and lenses with low consolidation and light gray coloration were identified. The volcanic glass shows rhyolitic compositions and morphological features typical of highly explosive eruptions. These layers, grouped as the Puerto Visser Tephra Level (NPV), are stratigraphically located below Holocene foreshore deposits, setting a minimum age of ~6,6 ka BP (Fucks et al., 2018; Schellmann and Ratke, 2010). A sandy silt layer at the base of the sequence yielded a maximum age of 11629-11943 cal yr BP. The reworked nature of these deposits complicates precise correlation, although glass chemistry suggests a potential source in the Chaitén volcano, whose Holocene eruptive record includes rhyolitic events. The results of this study support the interpretation of NT1 as a regional chronostratigraphic marker for the Holocene in extra-Andean Patagonia. Furthermore, the distal tephra records represented by both NT1 and NPV highlight the value of these deposits for reconstructing eruptive histories. In regions with low tephra preservation potential, such as extra-Andean Patagonia, the identification and correlation of tephra are critical for understanding Holocene volcanic activity and contribute valuable information for archaeological and paleoenvironmental reconstructions.