Azorella compacta's long-term growth rate, longevity, and potential for dating geomorphological and archaeological features in the arid southern Peruvian Andes

We determine the long-term growth rate and longevity of an Azorella compacta growing on Misti volcano, near Arequipa, Peru to investigate the species' capacity as a geochronological resource. Using 14C dating on stem pieces sequestered within the plant's cushion, which grows larger through time, we obtain ages of 15 ± 15 14C yrs BP and 165 ± 15 14C yrs BP at depths of 15 cm and 29 cm below the cushion's living surface, respectively. Applying a mixed calibration curve with a Bayesian growth model yields calendar age ranges of 1948–1958 CE and 1802–1935 CE for our 14C dates, respectively. Such ages provide sufficiently precise constraints for investigations requiring dating during the last few hundred years when individual 14C dates yield imprecise calendar age ranges. We infer a long-term growth rate of 1.3–3.5 mm yr−1, corroborating published maximum short-term growth rates. Extrapolating our growth model to the A. compacta's core suggests that it began growing as early as 1462–1830 CE. At such age it lived through myriad important geological and historical events, including regional earthquakes, volcanic unrest at Misti, decades to centuries of the Little Ice Age, and a broad transect of Peruvian history possibly beginning during the Inca Empire. A. compacta may provide another important geochronological resource in the arid Central Andes that can be applied to date volcanological, glacial, mass-movement, and archaeological features, especially where dendrochronology and lichenometry are not possible

Remote sensing data applied to the reconstruction of volcanic activity in the Valley of the Volcanoes, Central Volcanic Zone, Peru

The Valley of the Volcanoes is a representative area of the extension of the Quaternary Andahua Group with which it overlaps. Some of its eruption centres have renewed activity after more than 500 ka. Recreating the history of the Valley of the Volcanoes activity required satellite data and remote sensing-based methods for visualizing the terrain surface. We used SRTM 30 m DEM, channels 4, 3, 2; Landsat 7, 8 and ASTER images. We verified and refined the obtained data during field works using Structure-from-Motion (SfM) to create of 3D models of selected geoforms. Satellite data allowed us to create: Red Relief Image Map, Topographic Position Index and Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) maps. In the Valley of the Volcanoes, we analysed 12 lava fields with a total area of 326.3 km2 and a volume of approx. 20 km3. We determined the number of eruptions centres that yielded to 41 small lava domes and 23 scoria cones. This domes are classified as monogenetic volcanoes, however five of them can be considered polygenetic e.g. Puca Mauras. We used NDVI to develop chronology map of lavas. This allowed us to extract same-age eruption centres and associated volcanoes that represent the same eruptive time phase connected by fault lines: first generation (0.5–0.27 Ma) NW-SE and NE-SW, second (Pleistocene/Holocene) NNW-SSE and third (Holocene-Historical) again NW-SE and NE-SW. We carried out the reconstruction of the central part of the Valley of the Volcanoes because only there repeated phases of volcanic activity can be inferred with remote sensing and geological mapping. The results of this study led us to indicate that this area should be observed since it is very likely that future eruptions will occur

Actividad eruptiva en sistemas de larga duración: relaciones entre el complejo post-caldérico Chachani y las ignimbritas Plio-cuaternarias de la cuenca de Arequipa (Perú)

Los sistemas volcánicos de larga duración representan una actividad magmática prolongada, emitiendo productos eruptivos en periodos superiores a 1 millón de años, con hiatos que pueden variar de unas decenas a miles de años (e.g. Smith & Luedke,1981). Los productos emitidos durante su actividad, preservan información de su desarrollo y proveen datos sobre los procesos ocurridos en profundidad, a lo largo de su historia. Debido a su dinámica, la mayoría de estos sistemas suelen formar complejos volcánicos constituidos por un conjunto de centros eruptivos, espacial y temporalmente relacionados. En los Andes centrales, los complejos volcánicos Chachani, Nevado Coropuna, Aucanquilcha (Grunder et al., 2008), Tarata-San Pedro (Dungan et al., 2001), son ejemplos de sistemas volcánicos de larga duración, cada una con una historia de evolución particular y compleja. Algunos de estos complejos volcánicos como el Chachani y probablemente el Nevado Coropuna fueron edificados sobre calderas de edad cuaternaria; una prueba de ello es la presencia de depósitos voluminosos de ignimbritas depositadas alrededor de estos complejos. El presente trabajo está basado en la integración de datos de campo, cartográfica detallada, estudios petrológicos (microscopio de polarización y microsonda electrónica), geocronología y geoquímica de roca total. Estos datos permiten proponer más argumentos para apoyar la hipótesis planteada por estudios anteriores sobre la ubicación de la fuente de las Ignimbritas del Aeropuerto de Arequipa debajo del Complejo Volcánico Chachani, y que éste, representaría la actividad volcánica post-caldérica de un mismo sistema magmático

Volcanes monogenéticos de Yura: geología y petrografía para el entendimiento de la actividad volcánica en Arequipa

El campo monogenético de Yura se ubica en la Zona Volcánica Central de los Andes, específicamente en el límite noroccidental de la depresión de Arequipa (Cuenca pull-apart). El campo monogenético de Yura se compone por 4 volcanes monogenéticos: Nicholson, Ccapua, Yura viejo y Uyupampa. El emplazamiento de estos volcanes sugiere un control estructural (lineamiento). Además, se presume que fue producto de erupciones, estrombolianas, freáticas, freatomagmáticas, finalizando con actividad efusiva (emisión de lava). Los productos emitidos están compuestos por escorias y lavas de color gris oscuro a negro. Las rocas estudiadas presentan texturas porfiríticas, traquíticas, pilotáxicas, esqueletal, glomeroporfídicas y vesicular. Geoquímicamente los productos piroclásticos y flujos de lava del campo monogenético de Yura son de composición andesítica basáltica y traqui-andesita basáltica (SiO2 54.54-51.53 wt. %). Esta composición de estos productos difiere de las composiciones reportadas en los volcanes misti y Chachani que se encuentran aledaños

Temporal evolution of long-lived magmatic systems: the Chachani volcano complex, south of Perù

The Chachani Volcanic Complex (CVC) is an extensive (~289±10 km3) assemblage of spatially, temporally and genetically related major and minor eruptive centers. The c. 1.2 Myr-long activity suggests that the CVC is a long-lived volcanic system characterized by semi-persistent activity and short periods of quiescence. The stratigraphy, Ar/Ar and U/Pb chronology, spatial distribution along lineaments, and the degree of landform preservation help distinguish two groups of edifices in the CVC. The ‘old’ edifice group is characterized by large stratovolcanoes and small dome coulees. This group has been built between

Evolución del volcanismo Cenozoico en el corredor Pañe - Luli - Yauri, sur del Perú

El corredor estructural Pañe-Luli-Yauri, se ubica en límite de la Cordillera Occidental y Altiplano en sur del Perú. Presenta en casi toda su extensión rocas volcánicas y volcanoclásticas del Cenozoico que a nivel regional fueron descritas y cartografiadas como: Grupo Tacaza (Jenks 1946, Newell 1949), Grupo Palca (Klinck et al., 1986) y Grupo Sillapaca (Jenks 1946, Newell 1949). Las rocas que forman estos grupos estratigráficos tienen una composición similar, lo cual llevó a distintos errores de cartografía e interpretación. Tomando como referencia estas unidades estratigráficas, se procedió a cartografiar al detalle, identificándose en la zona de estudio, 03 secuencias volcánicas y volcanoclásticas atribuidas al Evento Volcánico Tacaza, además de 05 centros eruptivos correspondientes a los Eventos Volcánicos Palca y Sillapaca

Caracterización petrográfica de las rocas volcánicas cenozoicas en el sur del Perú: cuadrángulos de Condoroma Y Ocuviri

Las rocas volcánicas del Cenozoico(Oligoceno – Plioceno) en los Cuadrángulos de Condoroma y Ocuviri corresponden a lavas y depósitos piroclásticos (Fig. 1) productode una intensa actividad volcánicaen esta región del sur del Perú. A nivel regional, estas unidades han sido agrupadas como:Grupo Tacaza (Jenks 1946;Newell, 1949), Grupo Palca (Klinck et al., 1991),Grupo Sillapaca (Jenks y Newell 1949) y Grupo Barroso (Wilson, 1962;Mendivil, 1963) y los trabajos posteriores realizados por INGEMMET, se actualizo el cartografiado, identificadolospaleocentros de emisión periodos eruptivos (Cereceda et al 2010; Aguilar et al, 2010: Cerpa et al., 2012). Complementario a las labores de cartografiado se ha realizado unacaracterización petrográfica de 99 secciones delgadas (Tabla 1). El presente trabajo tiene como finalidad contribuir al conocimiento petromineralógico de las rocas volcánicas cenozoicas en los cuadrángulos del Condoroma y Ocuviri

Tufo Yura: la ignimbrita más joven de Arequipa, sur del Perú

Dentro de los peligros asociados a las erupciones volcánicas, las Corrientes de Densidad Piroclástica (PDC) son uno de los fenómenos más peligrosos para las poblaciones aledañas al volcán. Debido a factores como su alta velocidad de emplazamiento y alta temperatura, son capaces de arrasar y calcinar todo por su paso. Eventos catastróficos generados por los PDC son las ocurridas en 1902 en los volcanes Monte Pelée (Isla Martinica) y Santa María (Guatemala) donde hubieron más de 28.000 y 6.000 víctimas respectivamente (Pérez y Fernandez, 2015). Los depósitos de PDC se pueden clasificar según composición, volumen del depósito y las litofacies dominantes (Brown y Calder, 2005). Según Wilson y Hildreth (2003) aquellos depósitos de PDC que superan 1 km3, son considerados como ignimbritas producidas por erupciones plinianas, con una composición de magma diferenciado. Las ignimbritas están constituidas por ceniza y piedra pómez, la cuales, se forman por el colapso de columnas eruptivas, o por derrames a partir de fisuras casi concéntricas que luego pueden generar la formación de una caldera (e.g. Aguilar et al. 2022). El sur del Perú es el segundo campo de ignimbritas del Neógeno más grande de los Andes (Thouret et al., 2018); solo en Arequipa, alrededor del Complejo Volcánico Chachani (CVC), se han identificado cuatro unidades de ignimbritas riolíticas (1) La ignimbrita Río Chili (ca. 13.33 Ma), (2) La Joya (ca. 4.87 Ma), (3) Aeropuerto de Arequipa (ca. 1.6 Ma) y (4) Tufo Yura (ca. 1.02 Ma) (Paquereau - Lebti et al. 2006, 2008). En el presente trabajo se describe la geomorfología, geología y la estratigrafía del Tufo Yura, a partir del trabajo de campo y el levantamiento de columnas tefroestratigráficas de los depósitos, con el fin de entender el proceso eruptivo y los mecanismos que generaron los depósitos del Tufo Yura

Stratigraphical and sedimentological study of the plinian tephra-fall deposit of the CE 1600 Huaynaputina eruption

Huaynaputina volcano in southern Peru produced a large eruption (VEI 6) in CE 1600. Since 2016 the ‘HUAYRURO’ research project pursues three objectives: 1) tephrostratigraphy and physical characteristics of the Plinian fallout, 2) palaeoclimatic consequences and 3) catastrophic impacts on villages within a 20 km distance from the volcano. The erupted deposits encompass five tephra and PDC units, but we focuss on the stratigraphical, sedimentological and physical characteristics of the voluminous Plinian tephra-fall deposit. The pumice-fall deposit shows three to six layers. A thin, inversely graded lapilli layer forms a sharp contact above the pre-existing soil. The crudely stratified pumice increase in size together with cm-sized lithics in the second and third layers, but decrease in size while lithics become scarce in the fourth layer. The fifth layer contains coarse ash with free crystals and scarce lithics. In proximal sections the uppermost, thinnest layer presents coarse pumice and small lithics. Oxidized lithics are scattered in all but the fifth and sixth layers. The grain-size distribution of 123 samples and the componentry of 101 samples was analysed in proximal, medial and distal areas

To mix or not to mix: Details of magma storage, recharge, and remobilization during the Pacheco stage at Misti Volcano, Peru (≤21–2 ka)

Investigamos diez de los depósitos de caída de tefra más recientes emplazados entre ≤21 y 2 ka de la etapa Pacheco del volcán Misti, Perú, para dilucidar la dinámica del magma y los desencadenantes de erupciones explosivas relacionados con el almacenamiento, recarga y removilización del magma. Las texturas y composiciones de rocas enteras, vidrio y minerales indican la presencia de magmas ampliamente félsicos, intermedios y máficos en un sistema de almacenamiento de magma estratificado química y térmicamente (Zonas 1 a 3) que interactúan en diferentes grados antes de la erupción. Los magmas intermedios se definen por plagioclasa + anfíbol + dos piroxenos + óxidos de Fe-Ti y los equilibrios de fases indican que se formaron a ~300–600 MPa y ~950–1000 °C. Los magmas intermedios dominan la etapa Pacheco y estallaron solos como magmas hibridados o se mezclaron con volúmenes menores de magmas félsicos fríos (~800 °C) en los que solo plagioclasa + óxidos de Fe-Ti son estables. Los magmas félsicos no comprenden exclusivamente ningún depósito de caída de tefra emplazado durante la etapa Pacheco, sino que fueron removilizados mediante recarga y mezcla con magmas intermedios para entrar en erupción. Además, los anfíboles alojados en félsico afines a los magmas intermedios reaccionan a pesar de que los magmas félsicos están saturados de agua, lo que sugiere que se encuentran por encima del límite de estabilidad del anfíbol (≤200 MPa). La presencia críptica de magmas máficos está indicada por núcleos de plagioclasa con alto contenido de An (An 74–88 ), olivino anédrico raro (Fo 77–80 ) y posiblemente augita y anfíbol con alto contenido de Mg# (hasta Mg# 84 y 77, respectivamente). La escasez de fundidos de basalto a andesita basáltica registrada en vasos en erupción y la exclusividad de plagioclasa con alto contenido de An en núcleos de cristal indican que los magmas máficos se encuentran en etapas más profundas en la corteza que los magmas intermedios. Las interacciones periódicas entre estos magmas rastreados a través de composiciones de vidrio e intercambio de cristales revelan una alternancia entre la producción de magmas mezclados y su erupción poco después de un evento de recarga, seguida de un período de homogeneización y erupción de magmas hibridados. Como tal, identificamos la recarga de magma como un mecanismo clave por el cual la mitad del En el estadio Pacheco se desencadenaron erupciones explosivas. Un aumento de >100 °C en las temperaturas de las fumarolas de Misti de 1967 a 2018 coincidente con cambios en la composición del gas fumarólico es consistente con la desgasificación de un magma de recarga máfica, lo que indica que Misti podría producir erupciones explosivas similares en el futuro