Influencia de la neotectónica y la glaciotectónica en geoformas y depósitos sedimentarios glacigénicos: Herramientas para el estudio y análisis de los procesos glaciotectónicos y la paleosismicidad en la Isla Grande de Tierra del Fuego

Abstract

El Sistema de Falla Magallanes Fagnano (SFMF) es un sistema transcurrente sinestral que se extiende con rumbo prácticamente E-O en el territorio argentino de la Isla Grande de Tierra del Fuego. El segmento analizado en el presente estudio comprende desde la cabecera oriental del lago Fagnano hasta la costa Atlántica. Se identificaron varias secciones rectilíneas subparalelas y con un arreglo en echelon hasta el sector del lago Udaeta, y hacia el E, se apreciaron dos secciones rectilíneas, una hacia el norte y otra al sur, ésta última generalmente considerada como la continuación principal del sistema de falla, por ser el de mayor extensión. Las observaciones geomorfológicas realizadas en la porción centro-occidental del área de estudio, permitieron el reconocimiento de morenas laterales separadas por depresiones alargadas que funcionaron como canales de salida de agua de fusión glacial en el sector ubicado entre el río Turbio y el río San Pablo. Las morenas ubicadas al sur del SFMF alcanzan los 240 m s.n.m. y están separadas por valles en los que se reconocieron niveles de terrazas glacifluviales. Hacia el E, teniendo como eje principal el SFMF, se identificaron turberas de Sphagnum sp., desarrolladas sobre antiguos canales de fusión glacial. También se reconocieron morenas que alcanzan los 250 m s.n.m, y son definidas en este trabajo como morenas de fondo, principalmente por su composición sedimentaria. Estas morenas se encuentran adosadas a las paredes laterales de colinas con núcleos rocosos que han sido observadas a lo largo de todo el SFMF y que pierden altura hacia el E. El drenaje posee un fuerte control estructural en algunos sectores, presentando un diseño paralelo al rumbo del SFMF. A lo largo de la traza del SFMF se observaron, describieron y mapearon numerosas evidencias morfotectónicas que indican un desplazamiento principal horizontal sinestral, tales como escarpas de falla que alternan su cara libre al norte y al sur (fault scarps), valles y drenajes lineales (linear valleys and rivers), evidencias de control en el drenaje, tales como drenajes desplazados (offset drainages), abras de viento (wind gaps) e inversión del drenaje (drainage inversion), lagunas de falla (sag ponds) y cuencas de tracción (pull-apart basins), lomos de falla de obturación y de presión (shutter ridges and pressure ridges), entre otros. Se realizaron estudios batimétricos en el cuerpo de agua Udaeta y cálculos de parámetros morfométricos que permitieron cambiar su tipología como cuerpo de agua de laguna, tal como se la menciona en la cartografía y toponimia oficial, a lago. Los rasgos neotectónicos cartografiados muestran una cinemática sinestral principal, transtensiva en algunos sectores del trazado y en otros transpresiva. El SFMF muestra desde la cabecera oriental del lago Fagnano al E, una traza bien definida, con una escarpa continua y bien preservada, principalmente desde el río Turbio, en la laguna de Los Castores, en el río Ginebra, Estancia la Correntina y hasta el lago Udaeta. Desde este último y hacia la costa atlántica, la traza está compuesta por varias secciones, constituyendo un sistema ramificado. Por otro lado, hacia el E se observa una disminución de las evidencias morfotectónicas. La aplicación de métodos geofísicos ajustados con información geológica de superficie, permitió conocer la geometría del subsuelo en el sector del lago Udaeta. Los datos magnéticos sumados al perfil gravimétrico y a los sondeos eléctricos verticales ajustados con el dato topográfico medido con GPS diferencial, muestran la existencia de dos fallas sinestrales con componente normal controlando la costa Norte y Sur del lago, con una zona central deprimida con una profundidad de alrededor de 30 m. Los antecedentes sísmicos históricos e instrumentales registrados en la región indican la ocurrencia de un significativo número de terremotos de baja a mediana magnitud que afectaron la totalidad de la Isla de Tierra del Fuego. El 2 de febrero del año 1879, ocurrió un sismo de magnitud 7,0-7,5, con similares características que el del 17 de diciembre de 1949, de magnitud 7,8. Los cálculos realizados en este estudio indican un sismo potencial máximo probable entre Ms= 7,4 y Mw= 7,1, determinado a partir de fórmulas empíricas para el segmento del SFMF entre la cabecera oriental del lago Fagnano y la costa Atlántica. El desplazamiento máximo que podría generar un sismo de magnitud Mw=7, 1, es de 3,1 m, con un desplazamiento promedio de 1,4 m. El periodo de recurrencia determinado a partir de estos valores es de 7.000 años, para un evento de Ms=7,4. La tasa de desplazamiento de este segmento del SFMF es de 0,3 mm/año para los últimos 13.000 años y se define como una falla de actividad moderada con moderadas a bien desarrolladas evidencias morfotectónicas.La descripción sedimentaria de varias secciones estratigráficas ubicadas en distintos sitios a lo largo del rumbo principal del SFMF, permitió no solo describir las estructuras de deformación sedimentaria (EDS), sino caracterizar el tipo de depósito en el que tuvieron lugar. Los criterios propuestos para el reconocimiento de la génesis de las estructuras de deformación identificadas en distintos afloramientos a lo largo del SFMF se basan fundamentalmente en el estudio del ambiente sedimentario en el cual se originó el depósito y las características particulares de las estructuras de deformación. Además, se consideró el espesor de la secuencia sedimentaria, su relación con la tectónica local y regional, así como los eventos post-depositacionales que la afectaron, como es el caso de las glaciaciones y los eventos sísmicos ocurridos en la zona de estudio desde el Pleistoceno medio a la actualidad. Si bien el estudio de las sismitas para deducir la existencia de eventos sísmicos en el pasado es un campo controvertido, se propone, en forma preliminar y de acuerdo con los criterios para identificar las estructuras de licuación inducidas por terremotos, un origen sísmico para las estructuras reconocidas en las secciones sedimentológicas LU, T, AF y acantilados del lago Fagnano. Éstos incluyen características sedimentarias indicativas de una fuerza hidráulica fuerte y repentina de corta duración y dirigida hacia arriba, caracteres sedimentarios consistentes con casos históricos de licuación de origen sísmico (por ej., los eventos sísmicos de 1949 en la región) y ocurrencia de deformaciones similares en múltiples lugares (tal como las estructuras de deformación identificadas 30 km al E del lago Fagnano, en el lago Udaeta). Por el contrario, se propone un origen glacigénico para las estructuras observadas en ChC1-3, F1-4, Acantilados al E de Prefectura, DV y U.Se identificaron diques clásticos, los cuales han sido diferenciados en masivo (Dcm) y con laminación interna (Dcl). Se propone una génesis sísmica para aquellos diques clásticos masivos y una génesis glaciotectónica para los que poseen laminación interna.Para algunas de las EDS descriptas en el área de estudio es posible interpretar edades previas al Último Máximo Glacial (UMG), tal es el caso de las F1-F4, ChC1-3 debido a que los niveles reconocidos en este sector han sido propuestos por otros autores como un ambiente subglacial. Para las estructuras reconocidas en la sección LU, las edades obtenidas en este trabajo muestran que los depósitos lacustres de la actual costa sur del lago Udaeta se depositaron al final del UMG en la región. Representan la posición de un lago glacial desarrollado en el complejo de morenas depositado por una red de glaciares alpinos que fluyeron a lo largo del valle superior e intermedio del río Irigoyen. Las estructuras se habrían desarrollado en depósitos de edad post-glacial y por lo tanto, los eventos sísmicos que los afectaron habrían tenido lugar en los últimos 13.000 años A.P.

El Sistema de Falla Magallanes Fagnano (SFMF) es un sistema transcurrente sinestral que se extiende con rumbo prácticamente E-O en el territorio argentino de la Isla Grande de Tierra del Fuego. El segmento analizado en el presente estudio comprende desde la cabecera oriental del lago Fagnano hasta la costa Atlántica. Se identificaron varias secciones rectilíneas subparalelas y con un arreglo en echelon hasta el sector del lago Udaeta, y hacia el E, se apreciaron dos secciones rectilíneas, una hacia el norte y otra al sur, ésta última generalmente considerada como la continuación principal del sistema de falla, por ser el de mayor extensión. Las observaciones geomorfológicas realizadas en la porción centro-occidental del área de estudio, permitieron el reconocimiento de morenas laterales separadas por depresiones alargadas que funcionaron como canales de salida de agua de fusión glacial en el sector ubicado entre el río Turbio y el río San Pablo. Las morenas ubicadas al sur del SFMF alcanzan los 240 m s.n.m. y están separadas por valles en los que se reconocieron niveles de terrazas glacifluviales. Hacia el E, teniendo como eje principal el SFMF, se identificaron turberas de Sphagnum sp., desarrolladas sobre antiguos canales de fusión glacial. También se reconocieron morenas que alcanzan los 250 m s.n.m, y son definidas en este trabajo como morenas de fondo, principalmente por su composición sedimentaria. Estas morenas se encuentran adosadas a las paredes laterales de colinas con núcleos rocosos que han sido observadas a lo largo de todo el SFMF y que pierden altura hacia el E. El drenaje posee un fuerte control estructural en algunos sectores, presentando un diseño paralelo al rumbo del SFMF. A lo largo de la traza del SFMF se observaron, describieron y mapearon numerosas evidencias morfotectónicas que indican un desplazamiento principal horizontal sinestral, tales como escarpas de falla que alternan su cara libre al norte y al sur (fault scarps), valles y drenajes lineales (linear valleys and rivers), evidencias de control en el drenaje, tales como drenajes desplazados (offset drainages), abras de viento (wind gaps) e inversión del drenaje (drainage inversion), lagunas de falla (sag ponds) y cuencas de tracción (pull-apart basins), lomos de falla de obturación y de presión (shutter ridges and pressure ridges), entre otros. Se realizaron estudios batimétricos en el cuerpo de agua Udaeta y cálculos de parámetros morfométricos que permitieron cambiar su tipología como cuerpo de agua de laguna, tal como se la menciona en la cartografía y toponimia oficial, a lago. Los rasgos neotectónicos cartografiados muestran una cinemática sinestral principal, transtensiva en algunos sectores del trazado y en otros transpresiva. El SFMF muestra desde la cabecera oriental del lago Fagnano al E, una traza bien definida, con una escarpa continua y bien preservada, principalmente desde el río Turbio, en la laguna de Los Castores, en el río Ginebra, Estancia la Correntina y hasta el lago Udaeta. Desde este último y hacia la costa atlántica, la traza está compuesta por varias secciones, constituyendo un sistema ramificado. Por otro lado, hacia el E se observa una disminución de las evidencias morfotectónicas. La aplicación de métodos geofísicos ajustados con información geológica de superficie, permitió conocer la geometría del subsuelo en el sector del lago Udaeta. Los datos magnéticos sumados al perfil gravimétrico y a los sondeos eléctricos verticales ajustados con el dato topográfico medido con GPS diferencial, muestran la existencia de dos fallas sinestrales con componente normal controlando la costa Norte y Sur del lago, con una zona central deprimida con una profundidad de alrededor de 30 m. Los antecedentes sísmicos históricos e instrumentales registrados en la región indican la ocurrencia de un significativo número de terremotos de baja a mediana magnitud que afectaron la totalidad de la Isla de Tierra del Fuego. El 2 de febrero del año 1879, ocurrió un sismo de magnitud 7,0-7,5, con similares características que el del 17 de diciembre de 1949, de magnitud 7,8. Los cálculos realizados en este estudio indican un sismo potencial máximo probable entre Ms= 7,4 y Mw= 7,1, determinado a partir de fórmulas empíricas para el segmento del SFMF entre la cabecera oriental del lago Fagnano y la costa Atlántica. El desplazamiento máximo que podría generar un sismo de magnitud Mw=7, 1, es de 3,1 m, con un desplazamiento promedio de 1,4 m. El periodo de recurrencia determinado a partir de estos valores es de 7.000 años, para un evento de Ms=7,4. La tasa de desplazamiento de este segmento del SFMF es de 0,3 mm/año para los últimos 13.000 años y se define como una falla de actividad moderada con moderadas a bien desarrolladas evidencias morfotectónicas. La descripción sedimentaria de varias secciones estratigráficas ubicadas en distintos sitios a lo largo del rumbo principal del SFMF, permitió no solo describir las estructuras de deformación sedimentaria (EDS), sino caracterizar el tipo de depósito en el que tuvieron lugar. Los criterios propuestos para el reconocimiento de la génesis de las estructuras de deformación identificadas en distintos afloramientos a lo largo del SFMF se basan fundamentalmente en el estudio del ambiente sedimentario en el cual se originó el depósito y las características particulares de las estructuras de deformación. Además, se consideró el espesor de la secuencia sedimentaria, su relación con la tectónica local y regional, así como los eventos post-depositacionales que la afectaron, como es el caso de las glaciaciones y los eventos sísmicos ocurridos en la zona de estudio desde el Pleistoceno medio a la actualidad. Si bien el estudio de las sismitas para deducir la existencia de eventos sísmicos en el pasado es un campo controvertido, se propone, en forma preliminar y de acuerdo con los criterios para identificar las estructuras de licuación inducidas por terremotos, un origen sísmico para las estructuras reconocidas en las secciones sedimentológicas LU, T, AF y acantilados del lago Fagnano. Éstos incluyen características sedimentarias indicativas de una fuerza hidráulica fuerte y repentina de corta duración y dirigida hacia arriba, caracteres sedimentarios consistentes con casos históricos de licuación de origen sísmico (por ej., los eventos sísmicos de 1949 en la región) y ocurrencia de deformaciones similares en múltiples lugares (tal como las estructuras de deformación identificadas 30 km al E del lago Fagnano, en el lago Udaeta). Por el contrario, se propone un origen glacigénico para las estructuras observadas en ChC1-3, F1-4, Acantilados al E de Prefectura, DV y U. Se identificaron diques clásticos, los cuales han sido diferenciados en masivo (Dcm) y con laminación interna (Dcl). Se propone una génesis sísmica para aquellos diques clásticos masivos y una génesis glaciotectónica para los que poseen laminación interna. Para algunas de las EDS descriptas en el área de estudio es posible interpretar edades previas al Último Máximo Glacial (UMG), tal es el caso de las F1-F4, ChC1-3 debido a que los niveles reconocidos en este sector han sido propuestos por otros autores como un ambiente subglacial. Para las estructuras reconocidas en la sección LU, las edades obtenidas en este trabajo muestran que los depósitos lacustres de la actual costa sur del lago Udaeta se depositaron al final del UMG en la región. Representan la posición de un lago glacial desarrollado en el complejo de morenas depositado por una red de glaciares alpinos que fluyeron a lo largo del valle superior e intermedio del río Irigoyen. Las estructuras se habrían desarrollado en depósitos de edad post-glacial y por lo tanto, los eventos sísmicos que los afectaron habrían tenido lugar en los últimos 13.000 años A.P.

The Magallanes Fagnano Fault System (MFFS) is a sinestral fault system that extends with strike E-O in the Argentine territory of the Isla Grande de Tierra del Fuego. The section analyzed in this study included from to eastern head of the lake Fagnano to the Atlantic coast. Several rectilinear subparallel sections were identified with an echelon arrangement up to the Udaeta lake sector, and towards E, two rectilinear sections were seen, one to the north and one to the south, the latter generally considered being the main continuation of the failure, being the one of greater extension. The geomorphological observations made in the central-western portion of the study area allowed the recognition of lateral moraines separated by elongated depressions that functioned as channels of exit of glacial melting water in the sector located between the Turbio river and the San Pablo river. The moraines located south of the MFFS reach 240 m s.n.m. and are separated by valleys in which glacifluvial terraces are recognized. Towards the E, with MFFS as its main axis, peat bogs of Sphagnum sp., developed on ancient glacial melting channels. These moraines are attached to the side walls of hills with rocky nuclei that have been observed throughout the MFFS and that lose height towards the E. Drainage has a strong structural control in some sectors, presenting a parallel design to the strike of MFFS. Along the MFFS, several morphotectonic evidences indicating a sinestral major displacement were observed, described and mapped. They are fault scarps, linear valleys and rivers, evidences of drainage control, such as offset drainages, wind gaps and drainage inversion, sag ponds and pull-apart basins, shutter ridges and pressure ridges, among others. Bathymetric studies were carried out in the Udaeta water body and calculations of morphometric parameters that allowed to change its typology as a body of lagoon water, as mentioned in cartography and official toponymy, to lake. The mapped neotectonic features show a main sinestral kinematics, transtensive in some sectors and in other transpressive. The MFFS shows from the eastern head of lake Fagnano to the E, a well defined trace, with a continuous and well preserved escarpment, mainly from the Turbio river, the Laguna de Los Castores, in the Ginebra river, Estancia la Correntina and until the Udaeta lake. From the latter and towards the Atlantic coast, the trace is composed of several sections, constituting a branched system. On the other hand, towards the E a decrease of morphotectonic evidences is observed. The application of geophysical methods adjusted with geological information of surface allowed to know the geometry of the subsoil in the Udaeta lake area. The magnetic data, added to the gravimetric profile and to the vertical electrical probes adjusted with the topographic data, proved the existence of two sinistral faults with normal component controlling the North and South coast of the lake, with a depressed central zone with a depth of around 30 m. The historical and instrumental seismic records recorded in the region indicate the occurrence of a significant number of low to medium magnitude earthquakes that affected the entire Isla Grande de Tierra del Fuego. On February 2, 1879, an earthquake of magnitude 7.0-7.5 occurred, with similar characteristics as that of December 17, 1949, of magnitude 7.8. The calculations performed in this study indicate a probable maximum potential earthquake between Ms = 7.4 and Mw = 7.1, determined from empirical formulas for the MFFS segment between the eastern headland of Fagnano lake and the Atlantic coast. The maximum displacement that could produce an earthquake of magnitude Mw = 7, 1, is 3.1 m, with an average displacement of 1.4 m. The recurrence period determined from these values is 7,000 years, for an event of Ms = 7.4. The displacement rate of this SFMF segment is 0.3 mm / yr for the last 13,000 years and is defined as a failure with a moderate activity rate with moderate morphotectonic evidence. The sedimentary description of several stratigraphic sections located at different sites along the main course of the MFFS allowed not only to describe the structures of sedimentary deformation (SSD), but also to characterize the type of reservoir in which they took place. The proposed criteria for the recognition of the genesis of the deformation structures identified in different outcrops along the MFFS are based mainly on the detailed study of the sedimentary environment in which the deposit originated and the particular characteristics of the deformation structures. In addition, the thickness of the sedimentary sequence, its relationship with local and regional tectonics, and the post-deposition events were considered, such as glaciations and seismic events in the study area. Although the study of seismites to infer the existence of seismic events in the past is still a controversial field, it is proposed, a seismic origin for structures recognized in the sedimentological sections LU, T, AF and cliffs of Fagnano lake. These include sedimentary characteristics indicative of a strong and sudden hydraulic force of short duration and directed upwards, sedimentary characteristics consistent with historical cases of liquefaction of seismic origin (eg seismic events of 1949 in the region) and occurrence of similar deformations in multiple places (such as the deformation structures identified 30 km E of Fagnano lake, in Udaeta lake). On the contrary, a glacigenic origin is proposed for the structures observed in ChC1-3, F1-4, Cliffs to E of Prefecture, DV and U. Clastic dikes were identified, they have been differentiated in mass (Dcm) and inner lamination (Dcl). A seismic genesis is proposed for those massive clastic dikes and a glaciotectonic genesis for those with internal lamination. For some of the ESDs described in the study area, it is possible to interpret ages prior to the Last Glacial Maximum (LGM), such as F1-F4, ChC1-3 because the levels recognized in this sector have been proposed by other authors as a subglacial environment. For the structures recognized in the LU section, the ages obtained in this work show that the lacustrine deposits of the present southern coast of Udaeta lake were deposited at the end of the LGM in the region. They represent the position of a glacial lake developed in the moraine complex deposited by a network of alpine glaciers that flowed along the upper and intermediate valley of the Irigoyen river. The structures would have developed in deposits of post-glacial age and therefore, the seismic events that affected them would have taken place in the last 13,000 years A.P.