The Andean Southern Volcanic Zone: a review on the legacy of the latest volcanic eruptions

Abstract

The Andean Southern Volcanic Zone (SVZ) concentrates many of the most active volcanoes of the Andean continental arc, as well as the region’s most recent and impactful volcanic eruptions. In this contribution, we briefly revise the general characteristics of the SVZ volcanism and provide a synthesis of the scientific findings related to the latest volcanic eruptions (<35 years) in this arc segment. These eruptions alone have inspired >430 peer-reviewed publications with over 9,000 citations, with large-magnitude (VEI 4-5) eruptions being the most studied. Our study shows that SVZ research has been primarily focused on environmental and atmospheric impacts (29%), eruption descriptions and physical volcanology (20%), volcanic hazard and risk assessments (15%), and other investigations complementary to volcanology. Whereas the least silicic eruptions (e.g., Llaima 2008-2009 and Villarrica 2015) shed light on magma replenishment and degassing dynamics controlling eruption styles, intermediate eruptions (andesitic-dacitic) offered clues on either rapid or slow eruption initiation, with relevant findings on phreatic-to-magmatic style transitions and eruption triggering mechanisms. On the other hand, silicic (i.e., rhyolite-rhyodacite) eruptions provided unique observations on rapid magma ascent, high-rate magma extrusion, rheology, fragmentation processes, and style transitions. These recent eruptions have also inspired a new generation of tephrochronological, tephrostratigraphical, and physical volcanology studies, aimed at assessing the long-term (kyr-scale) evolution of the volcanic systems and their associated hazards. We debate how the knowledge gained from research and the long-term human coexistence with volcanoes are relevant to reducing volcanic risk in the SVZ. Finally, we discuss how challenges and opportunities emerging from other disciplines can complement our understanding of volcanism in this active region.

La Zona Volcánica Sur de los Andes (ZVS) concentra muchos de los volcanes más activos del arco continental andino, así como las erupciones volcánicas más recientes y disruptivas de la región. En esta contribución se revisan brevemente las características generales del volcanismo de la ZVS y se provee una síntesis de los hallazgos científicos referentes a las últimas (<35 años) erupciones volcánicas en este segmento. Estos eventos han inspirado al menos 430 publicaciones revisadas por pares que suman más de 9 mil citas, donde aquellas con índice de explosividad volcánica (IEV) 4-5 han sido las más estudiadas. Investigaciones científicas en la ZVS han estado enfocadas en los impactos ambientales y atmosféricos (29%), descripciones de erupciones y estudios de volcanología física (20%), peligros y riesgos volcánicos (15%), y estudios enmarcados dentro de otras disciplinas complementarias a la volcanología. Trabajos sobre las erupciones más máficas en la región (e.g., Llaima 2008-2009 y Villarrica 2015) han permitido profundizar acerca del control que las recargas magmáticas y las dinámicas de desgasificación ejercen en los estilos eruptivos. Estudios en erupciones de composiciones intermedias (i.e., andesíticas-dacíticas) han provisto antecedentes sobre el inicio rápido o lento de estas, con hallazgos relevantes acerca de las transiciones de estilo eruptivo freático a magmático y sus mecanismos desencadenantes. Investigaciones enfocadas en erupciones silíceas (i.e., riodacíticas-riolíticas) han proporcionado observaciones únicas en el mundo sobre elevadas tasas de ascenso y extrusión magmática, características reológicas, procesos de fragmentación magmática y transiciones de estilo eruptivo. Estas erupciones recientes han también inspirado nuevos estudios tefrocronológicos, tefroestratigráficos y de volcanología física enfocados en la evolución de los sistemas volcánicos en el largo plazo (del orden de miles años) y sus peligros asociados. Se provee también una discusión acerca de cómo el conocimiento adquirido a partir de la investigación y la coexistencia de las comunidades con los sistemas volcánicos es clave en la reducción del riesgo volcánico en la ZVS. Finalmente, se discuten cómo los desafíos y las oportunidades surgidas desde otras disciplinas pueden ayudar a complementar el entendimiento del volcanismo en esta región.