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IEDA

D GEOLOGICA DE CH

ILE

la serena octubre 2015

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Denudación por flujos de detritos durante las lluvias torrenciales de marzo de 2015 en Atacama

Germán Aguilar1,2*, Albert Cabré3,4, Cindy Guaita1,2, Francisco González1,2, Francisco Ortega5, Sebastien Carretier2,6,

Rodrigo Riquelme7 and Diana Comte1,5

1. Advanced Mining Technology Center, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Av. Tupper 2007, Santiago, Chile.

2. Departamento de Geología, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Av. Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile.

3. Departamento de Geología, Facultad de Ingeniería, Universidad de Atacama, Av. Copayapu 485, Copiapó, Chile. 4. Programa de Doctorado en Ciencias Mención Geología, Universidad Católica del Norte, Avenida Angamos 0610,

Antofagasta, Chile 5. Departamento de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Av. Plaza Ercilla

803, Santiago, Chile. 6. IRD, Géosciences Environnement Toulouse, OMP, UPS, CNRS, Université de Toulouse, 14 av. E. Belin, 31400

Toulouse, France. 7. Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas, Universidad Católica del Norte, Avenida Angamos 0610,

Antofagasta, Chile. * email de contacto: german.aguilar@amtc.cl Resumen. Las lluvias torrenciales de finales de marzo de 2015 en la región de Atacama, generaron evento aluvional en varias cuencas hidrográficas. Desde cuencas tributarias de la cuenca del Río Huasco, que en total drenan un área de 200 km2, se denudaron por flujos de detritos y barro un volumen de 1.2 ± 0.2 km3. En base a estas medidas se calculó una denudación promedio de 6 ± 1 mm. La comparación de estos valores con las tasas de erosión calculadas a diferentes escalas de tiempo (desde 10 a 106 años), permite señalar que este tipo de eventos tienen una recurrencia que involucran varias décadas y que no habían sido registrados durante los últimos 30 años.

Palabras claves: tasas de erosión, flujos de detritos, lluvias torrenciales, Cuenca del Huasco

1 Introducción

En la cuenca del Valle de Huasco se han desarrollado varios trabajos que han permitido conocer y cuantificar los procesos de transferencia de materia en las cuenca del semiárido (Aguilar et al., 2011; Aguilar et al., 2013, Aguilar et al 2014, Cabré et al., 2015; Rossel et al., este congreso; Guaita et al., este congreso). En particular, en la cuenca del Valle del Huasco se han calculado tasas de erosión promedio de 0.07-0.04 mm/año, tanto a escala de millones de años como a escala de decenas de miles de años (Aguilar et al., 2011; 2014). La influencia de eventos extremos en las tasas de erosión a largo plazo es difícil de cuantificar, debido a que las mediciones de estaciones fluviométricas no logran captar estos eventos (Anderson et al., 2015), ya sea porque las estaciones colapsan durante el evento o porque este tipo de

eventos no ha ocurrido durante el periodo de registro. Lo anterior implica la usual diferencia que se tiene entre las tasas de erosión estimadas a largo plazo de aquellas de corto plazo (Kirchner et al., 2001; Carretier et al., 2013). Durante dos días del mes de marzo del 2015 se registró un evento de lluvias torrenciales en las cuencas semiáridas, incluyendo a la cuenca del Valle del Huasco. Esta tormenta se habría desarrollado por un proceso poco frecuente, donde un núcleo de aire frío en altura, que se desprende del flujo principal de los vientos del oeste, se enfrenta con masas de aire cálido y cargadas de mucha humedad que vienen desde la cuenca amazónica (Garreaud, 2015). Como resultado de esta tormenta se activaron varias cuencas tributarias generando flujos de detritos y barro, que colmataron de sedimentos varios tramos de la cuenca del Valle del Huasco. Estudiar los depósitos generados durante esta tormenta representa una oportunidad de identificar, caracterizar y cuantificar el rol que cumplen los eventos extremos en la dinámica de transferencia de materia en las cuencas del semiárido andino. En este trabajo se exponen los resultados preliminares del trabajo de campo realizado con posterioridad al evento de fines de marzo de 2015 y que permitió caracterizar los flujos y cuantificar el rol que ellos cumplen en la denudación y conformación de los valles del semiárido. 2 Métodos y resultados

En terreno y mediante el análisis de imágenes satelitales post-evento se identificaron las sub-cuencas activadas y se caracterizó la geometría y morfo-estratigrafía de 48 depósitos. Los depósitos fueron clasificados según su tipo

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AT 3 geología del cuaternario y cambio climático

(flujos de detritos y/o barro) y su tamaño (área, espesor y volumen). En este trabajo se exponen los resultados del análisis de los 32 flujos que se derivaron de las cuencas que drenan la Sierra del Medio (Figura 1). El volumen de los depósitos varía entre 760 e 200.000 m3. La propagación de los errores conlleva una incerteza de 10% para el volumen calculado con medidas de terreno y 40% en el caso del volumen estimado por interpretación de las imágenes satelitales. Considerando el total de los depósitos involucrados se estimó que se denudaron 1.2 ± 0.2 km3 de material durante este evento en la Sierra del Medio. Para calcular la erosión promedio en cada una de las sub-cuencas activadas, el volumen estimado para cada depósito fue normalizado considerando el área de la sub-cuenca asociada. Los valores de erosión promedio de las cuencas varían entre 1 y 50 mm, con errores de 10% o 40% propagado del volumen calculado de los depósitos. Si consideramos el área de todas las cuencas y el volumen total removido desde la Sierra del Medio, la erosión promedio es de 6 ± 1 mm durante este evento. Consideramos como mínima la erosión promedio calculada para la Sierra del Medio, debido a que no incluye los volúmenes de sedimentos que pudieron haber sido exportado aguas abajo. 3 Discusión y comentarios

La erosión promedio calculada en la Sierra del Medio durante este evento es de 6 mm, mientras que las tasas de erosión en la cuenca durante las últimas décadas son de solo 0.004 mm/año (en base al caudal sedimentario medido por estaciones de la DGA, Pepin et al., 2010). Lo anterior indica que la erosión que se desarrolló durante este evento no había sido registrada por las estaciones fluviométricas instaladas en la cuenca. Lo anterior se puede explicar de tres formas: 1. La erosión durante el periodo de medición de las estaciones fluviométricas ha sido extremadamente baja y no se han presentado eventos similares al ocurrido a fines de marzo de 2015. 2. Las estaciones colapsaron durante estos eventos durante el registro de las últimas décadas. Esto se observo en varias estaciones durante el evento de marzo de 2015. 3. El material derivado de estos eventos se deposita en los exutorios de las sub-cuencas y no se exportan aguas abajo, a la posición de las estaciones. Independiente de la causa, en la que pueden intervenir conjuntamente los tres factores, los datos permiten concluir que el caudal sedimentario medido por las estaciones fluviométricas subestima la erosión de la cuenca. Lo anterior ya había sido planteado por Aguilar et al. (2014)

esgrimiendo como causa la ausencia de eventos extremos de erosión durante el periodo de registro. Sin embargo, las observaciones de terreno indican que esto podría ser explicado, tanto por el colapso de las estaciones fluviométricas como por la corta distancia que recorre el caudal sedimentario durante estos eventos. Las tasas de erosión a largo plazo son un orden de magnitud más grande que las estimadas a escala de décadas y deberían integrar eventos catastróficos como el ocurrido en marzo de 2015. Aguilar et al. (2011, 2014) calcularon tasas de erosión de 0.07-0.04 mm/año durante el Holoceno y a escala de millones de años. Considerando estas tasas de erosión la recurrencia cada 100 años de eventos extremos de erosión como el ocurrido a fines de marzo de 2015 podría explicar las tasas de erosión a largo plazo.

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Figure 1. Modelo de elevación digital donde se presenta el volumen de los depósitos y la erosión promedio de las

cuencas activadas.

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SIM 12 LOS ALUVIONES DE ATACAMA, CONTEXTO, CAUSAS Y EFECTOS

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Figure 1. Modelo de elevación digital donde se presenta el volumen de los depósitos y la erosión promedio de las

cuencas activadas.