Granular fingering as a mechanism for ridge formation in debris avalanche deposits: Laboratory experiments and implications for Tutupaca volcano, Peru

The origin of subparallel, regularly-spaced longitudinal ridges often observed at the surface of volcanic and other rock avalanche deposits remains unclear. We addressed this issue through analogue laboratory experiments on flows of bi-disperse granular mixtures, because this type of flow is known to exhibit granular fingering that causes elongated structures resembling the ridges observed in nature. We considered four different mixtures of fine (300–400 µm) glass beads and coarse (600–710 µm to 900–1000 µm) angular crushed fruit stones, with particle size ratios of 1.9–2.7 and mass fractions of the coarse component of 5–50 wt%. The coarse particles segregated at the flow surface and accumulated at the front where flow instabilities with a well-defined wavelength grew. These formed granular fingers made of coarse-rich static margins delimiting fines-rich central channels. Coalescence of adjacent finger margins created regular spaced longitudinal ridges, which became topographic highs as finger channels drained at final emplacement stages. Three distinct deposit morphologies were observed: 1) Joined fingers with ridges were formed at low (= 1.9) size ratio and moderate (10–20 wt%) coarse fraction whereas 2) separate fingers or 3) poorly developed fingers, forming series of frontal lobes, were created at larger size ratios and/or higher coarse contents. Similar ridges and lobes are observed at the debris avalanche deposits of Tutupaca volcano, Peru, suggesting that the processes operating in the experiments can also occur in nature. This implies that volcanic (and non-volcanic) debris avalanches can behave as granular flows, which has important implications for interpretation of deposits and for modeling. Such behaviour may be acquired as the collapsing material disaggregates and forms a granular mixture composed by a right grain size distribution in which particle segregation can occur. Limited fragmentation and block sliding, or grain size distributions inappropriate for promoting granular fingering can explain why ridges are absent in many deposits

Evaluación de peligros geológicos en el poblado de Acochaca, distrito de Acochaca, provincia de Asunción, departamento de Ancash

El poblado de Acochaca, se ubica en la margen izquierda del rio del mismo nombre, en la provincia de Asunción, departamento de Ancash (fig. 1). La erosión fluvial, inundaciones, deslizamientos y derrumbes son fenómenos geodinámicos muy frecuentes en dicho poblado y afectan severamente a la infraestructura urbana. Muchas viviendas actualmente se encuentran agrietadas y en muchos casos inhabitables. El poblado de Acochaca, se emplaza principalmente sobre depósitos aluviales y fluviales. Este valle se caracteriza por presentar en ambas márgenes, laderas muy inestables que han sido formadas por deslizamientos y huaycos antiguos de gran volumen, los cuales son muy susceptibles a la erosión fluvial, y con ello al desencadenamiento de fenómenos geodinámicos menores que impactan en la seguridad física del poblado de Acochaca. La evaluación geológica y geodinámica realizada, comprendió primeramente el cartografiado de movimientos en masa antiguos, emplazados en las laderas de las montañas y en el fondo del valle Acochaca (fig. 2). Luego se cartografió mediante una inspección de campo, los movimientos en masa más recientes que impactan directamente sobre el poblado de Acochaca (escarpes de deslizamientos, grietas tensionales, escarpes de erosión fluvial y zonas propensas a inundaciones). En este contexto geodinámico, y con la información obtenida tanto en gabinete como en campo, se pudo caracterizar la peligrosidad de la zona de estudio y con ello se proponen en el presente documento medidas de prevención ante eventuales fenómenos de movimientos en masa. Los trabajos se realizaron a solicitud de la Municipalidad distrital de Acochaca con Oficio N° 008-2014-MDA/A, la inspección de campo se efectuó el día 17 de marzo del 2015 y se contó con la participación de los geólogos Ronald Concha y Gael Araujo de la Dirección de Geología Ambiental y Riesgo Geológico del INGEMMET

Evaluación geológica y geodinámica de los deslizamientos de Colcabamba, zona Retaguayo en el distrito de San Luis, provincia de Carlos Fermin Fitzcarrald, departamento de Ancash

Los sectores de Retaguayo y Colcabamba, se ubican el distrito de San Luis, provincia de Carlos Fermín Fitzcarrald, departamento de Ancash, a 3.8 km al suroeste del poblado de San Luis; en estos lugares se desarrollan una serie de movimientos en masa, que involucran, deslizamientos de tipo rotacional, erosión fluvial y hundimientos, que afectan seriamente a numerosas viviendas de la zona, las cuales se encuentran agrietadas; también extensas áreas de cultivo; y principalmente provocó la destrucción parcial de un tramo de la carretera asfaltada Acochaca – San Luis. Los fenómenos geodinámicos mencionados, corresponden a movimientos en masa menores, desarrollados sobre depósitos proluviales antiguos de gran volumen, que se originaron en la parte alta del cerro Taulli al sureste de la zona de estudio. Estos depósitos se dispusieron a manera de grandes abanicos, sobre la cual se desarrolló el poblado de Colcabamba a 120 m por encima del rio Acochaca. Materiales que en la actualidad vienen desestabilizándose y originando diversos movimientos en masa, que han sido originados por diferentes agentes y procesos que se explican en el informe. La evaluación geológica y geodinámica realizada, comprendió el cartografiado, de movimientos en masa antiguos, emplazados en las laderas de las montañas y en el fondo del valle Acochaca, así como los movimientos en masa recientes (escarpes de deslizamientos, grietas tensionales, hundimientos). En base a esta información, y al estudio de fotografías de campo e imágenes de Google Earth se pudo caracterizar el deslizamiento de Colcabamba, evaluando su actividad, su área de influencia, causas y finalmente proponer las recomendaciones necesarias para la prevención de desastres

Aportes de la teledetección en la gestión de riesgo de desastre: detección de movimientos en masa en el valle del Colca – Arequipa, series temporales de 40 años

La ocurrencia de movimientos en masa provocó parte de las pérdidas económicas y humanas más catastróficas del Perú. La teledetección ha demostrado su capacidad para detectar y caracterizar movimientos en masa en un área amplia, en particular mediante el uso de algoritmos de detección de cambios para la identificación de movimientos rápidos. Por lo tanto, la detección de movimientos en masa se convirtió en una herramienta importante para contribuir a la gestión del riesgo de desastres a escala nacional. No existen técnicas comunes para detectar movimientos de diferente velocidad simultáneamente. En este estudio enfocamos nuestra atención en la detección de movimientos en masa de velocidad rápida y lenta a través de series temporales de 40 años, como resultado de la generación de Modelos de Elevación Digital (DEM) en el valle del Colca - Sur de Perú

Influencia de las precipitaciones y la sismicidad en la aceleración del deslizamiento de Maca, Valle del Colca, Arequipa

El deslizamiento de Maca se encuentra en el flanco izquierdo del valle del Colca en el distrito de Maca, provincia de Caylloma, departamento de Arequipa. Este deslizamiento se localiza en una región con temporadas lluviosas y secas bien marcadas y de intensa actividad sísmica; características que permitieron analizar la influencia de la precipitación y la sismicidad en su aceleración considerando estas variables conjuntamente y por separado. El marco temporal en análisis comprende desde diciembre de 2015 a diciembre de 2017 en base a las series temporales de la estación GNSS permanente MAD 3 ubicada en el sector más activo del deslizamiento. Los resultados obtenidos, luego de establecerse las correlaciones, pusieron en evidencia la sensibilidad significativa del deslizamiento frente a la interacción de las precipitaciones y los sismos

Inventario de movimientos en masas, peligros geológicos y simulación de aluviones en la Cordillera Blanca, Ancash - Perú

La Cordillera Blanca, ubicada en la región Ancash en los Andes de Perú (Figura 1), representa la acumulación de glaciares tropicales más grande del planeta. A sus pies se desarrollan ciudades con poblaciones superiores a los 100 mil habitantes que junto con la alta recurrencia de eventos desastrosos hacen necesario un estudio que permita conocer las características de los peligros geológicos que esta experimenta y ha experimentado en el período geológico reciente La Cordillera Blanca es sin lugar a dudas una de las zonas con mayor presencia y actividad de movimientos en masa, marcada por grandes movimientos en masas, algunos recurrente se en el tiempo como los flujos de detritos de origen glaciar (aluviones), deslizamientos, erosiones superficiales, cárcavas, caídas y avalanchas de rocas, flujos de detritos y movimientos complejos. En un contexto detallado, realizar un inventario y una evaluación de dichos peligros, así como generar escenarios de futuros eventos para conocer las áreas o zonas de mayor peligro, fueron las metas que se trazaron al iniciar el proyecto denominado “Estudio de peligros geológicos por procesos glaciares” dentro de la Dirección de Geología Ambiental y Riesgo Geológico del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET)

Estudio geomorfológico y paleoambiental de las avalanchas de escombros de Maca y Lari, Valle de Colca

El Valle del Colca, sur de Perú, es una zona geológicamente activa, afectada por la ocurrencia de deslizamientos. En este estudio nos centramos en la estratigrafía de los sedimentos desplazados por los movimientos de masas de Maca y Lari. El Río Colca va socavando constantemente una secuencia de sedimentos lacustres subyacentes a un depósito de la avalancha de escombros. Esto causa hundimiento y deformación en toda la secuencia, afectando a los pueblos asentados en la parte alta. Se ha realizado un estudio textural, estructural y estratigráfico en campo de la secuencia involucrada en los deslizamientos. La datación por 14C (radiocarbono) de los sedimentos orgánicos y el análisis paleomagnético de los sedimentos lacustres se aplicaron para restringir la edad y la relación espacial del diamicton (material detrítico con partículas de distintos tamaños) de avalancha de escombros involucrado en la deformación. Nuestros resultados preliminares indican que la avalancha de escombros de Maca es más joven que los depósitos de avalancha de escombros de Lari. El evento en Maca conserva la superficie original, no deformó significativamente los sedimentos lacustres inferiores y represó el río formando un lago. La avalancha de escombros de Lari no conserva la superficie original y está cubierta por hasta 10 m de sedimentos. Durante el emplazamiento, se rasgaron y deformaron profundamente los sedimentos lacustres subyacentes. Los sedimentos lacustres por encima y por debajo de ambas avalanchas registran magnetización de polaridad normal. Se hizo la correlación de los sedimentos lacustres debajo de las avalanchas con el subchron de Jaramillo y los sedimentos sobre las avalanchas con el Chron Brunhes. La cronoestratigrafía paleomagnética puede ayudar a limitar mejor los eventos geológicos en el Valle del Colca. La edad radiocarbono de sedimentos lacustres en la parte superior de la secuencia de Maca, indica una edad de emplazamiento de avalancha de escombros de 0.010-0.008 Ma. El deslizamiento pudo haber ocurrido en un clima húmedo y de desglaciación. Una mejor comprensión de la dinámica de emplazamiento de las paleo-avalanchas de escombros ayudará a entender los peligros actuales y futuros en el Valle del Colca

Dinámica del deslizamiento de Siguas

Siguas landslide is one of the most active mass movements in the south of Peru. Originated in 2005 by hydric saturations of incompetent lithological materials as a result of filtrations of Majes Siguas-I Irrigation project. The scarp is 1.4 km long and is located in Pedregal-Arequipa district. The high rate of movement and deformation causing damage to farmlands in the top and toe of the Siguas Valley, at the same time threats to damage the main irrigation canal, currently located 20 meters from the main scarp

Cartografiado y geodinámica de un deslizamiento rotacional: Madrigal - Arequipa

El deslizamiento Madrigal está ubicado en la provincia de Caylloma, en el departamento de Arequipa, al sur del centro poblado Madrigal a una altitud de 3200 m.s.n.m. Geológicamente, es un deslizamiento rotacional de un área aproximada de 119.46 ha. y su escarpa principal de 2127 metros de longitud. En el año 1959, luego de un fuerte sismo, ocurrieron derrumbes en la escarpa principal del deslizamiento (Dávila, 1987). Se realizó una inspección de campo sobre la seguridad física de Madrigal y se identificó un deslizamiento antiguo, con saltos promedio en la escarpa principal de 20 – 25m; asimismo, se reconocieron varios hundimientos de terreno y agrietamientos en materiales poco compactos. En el año 2009, se reconoce en Madrigal grandes deslizamientos reactivados por sectores debido a las actividades antrópicas como terrenos de cultivos y canales de regadío en el cuerpo del deslizamiento. (Zavala et al. 2009). La presencia de depósitos lacustres inconsolidados, filtraciones y oconales, socavamiento del río Colca y mal uso del agua de regadío son los principales factores desencadenantes de la reactivación del movimiento, y al no haberse realizado obras de estabilización se determina que el problema es latente. Los objetivos del presente trabajo son realizar la interpretación y el cartografiado geológico detallado del deslizamiento para los posteriores trabajos de monitoreo mediante sensores remotos activos y tecnología láser de última generación

Análisis de la dinámica de deformación y desplazamiento del deslizamiento de Siguas mediante el uso de imágenes satelitales multitemporales

El deslizamiento de Siguas representa uno de los fenómenos geodinámicos más activos del sur del Perú. Originado en el año 2005 por las filtraciones de las aguas utilizadas para el proyecto de irrigación Majes-Siguas I, tiene 1Km de largo y ancho. Está ubicado en distrito de El Pedregal - Arequipa. Debido a su alta tasa de movimiento y deformación, este deslizamiento está causando daños a terrenos de cultivo tanto en la parte alta como baja del valle del rio Siguas, así también compromete el canal principal de regadío y su corona está a menos de 100 metros de la carretera Panamericana Sur, la vía de comunicación más importante del país. Por lo tanto, este estudio que viene siendo desarrollado dentro de la dirección de Geología Ambiental y Riesgo Geológico del Instituto Geológico Minero Metalúrgico (INGEMMET), ayuda a explicar las zonas con mayor dinámica de desplazamiento y deformación basados en datos de monitoreo por medio de imágenes satelitales multitemporales, cartografiado a detalle de estructuras en distintos periodos de tiempo y uso del GPS-RTK en tiempo real, que muestran las zonas y sectores de mayor desplazamiento