Estimaciones del alzamiento del antepaís fragmentado de las sierras pampeanas a partir de modelado inverso de perfiles de ríos

NOBILE, JC., DÁVILA, F.M.

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino; 2014

Las Sierras Pampeanas, dada su geología relativamente simple y ubicación tectónica privilegiada sobre una losa plana desde el Mioceno Medio (~16 Ma), constituyen un laboratorio natural ideal para entender el alzamiento y exhumación de un sistema montañoso combinando distintas metodologías de la geomorfología tectónica. Entre estas metodologías, el uso de perfiles de ríos para determinar alzamiento de una región resulta una técnica cuantitativa novedosa. En este trabajo se muestran resultados de tasas de alzamiento de perfiles longitudinales de ríos pertenecientes a la Sierra de Ambato y Aconquija. Para calcular la variación de dichas tasas en el tiempo a partir de los perfiles longitudinales de ríos, se utilizó el algoritmo inverso formulado por Pritchard et al. (2009) y Roberts y White (2010) derivado de la ecuación ∂z/∂x=U(t)- ν(0) xm(-∂z/∂x)n+ κ(x) (∂2y/∂x2 ), donde ν0 representa la velocidad de retroceso del punto de quiebre del río o knickpoint, m es el exponente de distancia; κ es el coeficiente de difusión de erosión y n el exponente de pendiente. Las historias de alzamiento se calcularon después de realizar 5 ensayos de sensibilidad (a, b, c y d) los cuales utilizaron 5 combinaciones diferentes de valores posibles de los parámetros erosivos. Tal como lo sugiere la edad promedio de la termocronología de baja temperatura (Dávila y Carter, 2013) junto con estratigrafía y estructura de la región (Dávila et al., 2012), el principal alzamiento habría ocurrido a los ~5 Ma. Por lo cual es posible descartar los resultados obtenidos en los ensayos b, c, d y e los cuales reprodujeron historias de tasas de alzamiento con picos muy antiguos (anteriores a los 23 Ma). Historias neógenas se reproducen en el análisis de perfiles longitudinales cuando la velocidad de retroceso del punto de quiebre del río es mayor (50 m (1-m) Myr-1). En este escenario, el evento más joven de alzamiento se aproxima al presente (t=0 Ma) y no se observan eventos pre-neógenos en los resultados. Se calcularon para la tasas de alzamiento de 0.4 Km/ma-0.17 Km/ma en su borde occidental y hacia el Este de la sierra, tasas de 0.23 Km/ma-0.13Km/ma. En la ladera oriental de la Sierra de Aconquija las tasas de alzamiento para la combinación de parámetros erosivos elegida resultaron en 0.6 Km/ma, 0.4Km/ma y 0.2 Km/ma, respectivamente. Sobel y Strecker (2003) calcularon en la sierra de Aconquija una tasa de exhumación aparente de 1.7 mm/a a partir de las edades de trazas de fisión de apatita y una tasa de exhumación a largo plazo de 0.5 mm/a. Considerando los datos existentes en la sierra de Aconquija y un gradiente entre 15º-18ºC/Km (Collo et al., 2011, Dávila y Carter, 2013), para la zona de desvanecimiento parcial (130ºC-60ºC), se podría calcular una exhumación promedio de ~5.9 Km y tasas de exhumación de 1.17mm/a (con un mínimo de 0.7mm/a y un máximo de 1.47 mm/a considerando un periodo de tiempo de 5 Ma). De lo expuesto surge que la tasa de exhumación (destechado y denudación cortical) es casi el doble que la tasa de alzamiento (movimiento vertical hacia arriba con respecto al nivel del mar) para la región. Lo llamativo de estos resultados es que la exhumación es mayor que el alzamiento. En un sistema árido-semiárido, como el antepaís andino, sería de esperar una exhumación incompleta del sistema montañoso. Es decir, alzamiento mayor que exhumación. ¿Por qué la erosión es más rápida que el alzamiento? A primera vista esto sugiere que hay una recuperación isostática de la topografía superficial (relieve) más lenta que la producida por erosión (exhumación). Esto puede deberse a un comportamiento reológico menos elástico de la corteza (visco-elástico o incluso plástico) o bien a fuerzas no isostáticas sublitosféricas afectando tal equilibrio (que solo se daría en un sistema exhumación-alzamiento compensado). Estas deducciones podrían representar un indicador muy importante para calcular, independientemente de estimaciones geodinámicas y geofísicas, como son las fuerzas dinámicas que afectan a la topografía (topografía dinámica, véase, Dávila y Lithgow-Bertelloni, 2013). Fuerzas en el manto producirían este desbalance arrastrando la topografía hacia abajo e impidiendo la generación del relieve, lo cual se ve reflejado en los perfiles de ríos.