A new limit for the NW Río de la Plata Craton Border at about 24°S (Argentina) detected by Magnetotellurics

Old South American structures constitute a puzzle where the Río de la Plata Craton is the most important clue in the assembly of SW Gondwana. The present study is aimed at characterizing the western border of the Río de la Plata Craton on the basis of magnetotelluric studies. Magnetotelluric (MT) data were acquired along an approximately NW-SE 750km profile at about 24ºS, from the Sub-Andean Ranges in the province of Salta (NW) to the Formosa Province frontier (SE) next to Paraguay River. Distortion and structure dimensionality analysis indicates that MT responses are two-dimensional with a NS strike orientation, consistent with the regional geological strike. A 2-D inversion of the data provided a model showing a lateral discontinuity, possibly associated with cratonic structures. The high resistivity observed (>5000ohm·m), from about the middle of the profile toward its eastern end, may be interpreted as the terranes accreted to the Río de la Plata Craton during Neoproterozoic to Cambrian times, or as the Río de la Plata Craton itself. Along the profile from the surface to a depth of about 10km the resistivity model shows a significant resistivity variation in the structure. The resistive block identified at the western end of the profile represents the Sub-Andean system. The markedly enhanced low-resistivity structure (~1 to 10ohm·m) corresponds to a sedimentary pile whose thickness decreases from NW to SE.Fil: Favetto, Alicia Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; ArgentinaFil: Rocha, Veronica. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Cs.naturales. Escuela de Geología; ArgentinaFil: Pomposiello, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; ArgentinaFil: Garcia, Rodolfo Fernando. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Cs.naturales. Escuela de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Barcelona, Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; Argentin

Estimación de la contribución a las variaciones geomagnéticas diarias de los campos inducidos en las capas superiores de la Tierra

Se analiza la contribución a las variaciones geomagnéticas diarias del campo inducido por las capas de la tierra que se hallan por encima de la conductosfera. Se calcula la respuesta de un modelo de tierra plana en multicapas frente a una fuente externa que representa la forma global promedio de la corriente ionosférica mediante modelos analíticos sencillas. Se discuten los resultados en forma general y también en base a los mismos se reinterpreta la parte interna de las variaciones geomagnéticas diarias halladas previamente en Perú y África Central.The contribution of the field induced by the layers above the conductosphere to the geomagnetic daily variations are analyzed using a multilayered plane model and computing its response to an external source representing the average global shape of the ionospheric currents through simple analytical expressions. A general analysis of the results is made, and also based on the same, a reinterpretation of the interval part of the geomagnetic daily variations previously found at the Peruvian and Central Africa equatorial zonas is performed.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Electrical conductivity of the Pampean Shallow Subduction Region of Argentina near 33 S: evidence for a slab window

We present a three-dimensional (3-D) interpretation of 117 long period (20–4096 s) magnetotelluric (MT) sites between 31°S and 35°S in western Argentina. They cover the most horizontal part of the Pampean shallow angle subduction of the Nazca Plate and extend south into the more steeply dipping region. Sixty-two 3-D inversions using various smoothing parameters and data misfit goals were done with a nonlinear conjugate gradient (NLCG) algorithm. A dominant feature of the mantle structure east of the horizontal slab is a conductive plume rising from near the top of the mantle transition zone at 410 km to the probable base of the lithosphere at 100 km depth. The subducted slab is known to descend to 190 km just west of the plume, but the Wadati-Benioff zone cannot be traced deeper. If the slab is extrapolated downdip it slices through the plume at 250 km depth. Removal of portions of the plume or blocking vertical current flow at 250 km depth significantly changes the predicted responses. This argues that the plume is not an artifact and that it is continuous. The simplest explanation is that there is a “wedge”-shaped slab window that has torn laterally and opens down to the east with its apex at the plume location. Stress within the slab and seismic tomography support this shape. Its northern edge likely explains why there is no deep seismicity south of 29°S.Fil: Burd, Aurora I.. University of Washington; Estados UnidosFil: Booker, John R.. University of Washington; Estados UnidosFil: Mackie, Randall. Land General Geophysics; ItaliaFil: Pomposiello, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica; ArgentinaFil: Favetto, Alicia Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica; Argentin

Geothermal system of Despoblados by magnetotelluric data, Valle del Cura, San Juan

El Valle del Cura se emplaza dentro de un sistema de corrimientos N-S en la alta cordillera de San Juan. Este valle presenta manifestaciones geotermales variadas destacándose los manantiales hipertermales de Despoblados. El objetivo de este trabajo fue estudiar el fenómeno geotermal mediante magnetotelúrica de alta resolución para resolver la geometría del sistema en profundidad. Se midió alta frecuencia (1000 - 10 Hz) en 47 sitios y banda ancha (10 - 0,03 Hz) en 18 sitios. Se efectuó un procesamiento robusto de la señal y un análisis estándar de sus propiedades. Inversiones 2-D permitieron caracterizar la distribución de la resistividad eléctrica del subsuelo mediante 5 modelos luego integrados en uno pseudo 3-D. Los modelos definen dos anomalías conductivas, una de ellas directamente vinculada con los manantiales calientes y la otra sin expresión superficial. Ambas evidencian un fuerte control estructural y una circulación profunda de fluidos geotermales. El modelo del sistema geotermal propuesto para Despoblados implica zonas de surgencia tipo plumas canalizadas por las fallas que controlan la geometría del valle y zonas de recarga asociadas a los corrimientos principales, por donde se infiltra agua meteórica. No existe evidencia de un nivel estratigráfico somero que conforme el reservorio, aunque no se descarta la existencia de uno más profundo. La circulación profunda de fluidos bajo un gradiente geotérmico normal favorecería la convección, aunque no se descarta que esté localmente controlada por una anomalía térmica remanente del volcanismo del Cerro de Vidrio (1,5Ma). Finalmente, se abren interrogantes sobre la existencia de un sistema geotermal mayor que integre todas las manifestaciones de Valle del Cura.Valle delCura develops within a N-S thrust system in the high cordillera of San Juan. This valley has various geothermal manifestations, where the hot springs of Despoblados are highlighted. The aim of the work was to study the geothermal phenomenon by magnetotellurics, in order to obtain the geometry of the system in depth. High frecuency (1000 - 10 Hz) and broad band (10 - 0.03 Hz) were recorded in 47 and 18 sites. Robust signal processing and standard parameters analysis were performed. 2-D inversion of the data was carried out to obtain the electrical resistivity distribution through five models and a single pseudo 3-D model. The models defined two conductive anomalies, one directly linked with the hot springs and the other one without superficial manifestation. Both anomalies show structural control and a deep circulation of geothermal fluids. The proposed Despoblados geothermal system has plumes like upwelling zones channeled by faults that surround the valley and downwelling zones linked to the main thrusts, were the meteoric water leaks. Although there is no evidence of shallow lithostratigraphic level as reservoir, is not discarded the existence of one bellow 4000 m depth. The geothermal fluid circulation could be by normal geothermal gradient convection or favored by a remnant thermal anomaly from the Cerro de Vidrio volcanic event (1.5 Ma). Finally, some questions remains about the existence of a main geothermal systems that groups the apparent isolated manifestations on Valle del Cura.Fil: Barcelona, Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; ArgentinaFil: Favetto, Alicia Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; ArgentinaFil: Peri, Verónica Gisel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; ArgentinaFil: Pomposiello, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; ArgentinaFil: Ostera, Hector Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotopica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; Argentin

Crustal structure of the Lazufre volcanic complex and the Southern Puna from 3-D inversion of magnetotelluric data: Implications for surface uplift and evidence for melt storage and hydrothermal fluids

The Central Andes are unique in the global system of subduction zones in that a significant, high-altitude plateau has formed above a subduction zone. In this region, both subduction and the associated magmatism have been shown to vary in both space and time. Geophysical data have been invaluable in determining the subsurface structure of this region. Extensive seismic studies have determined the regional-scale distribution of partial melt in the crust and upper mantle. Magnetotelluric studies have been effective in providing independent constraints on the quantity and composition of partial melt in the crust and upper mantle. Geodetic studies have shown that a small number of volcanic centers exhibit persistent, long-term uplift that may indicate the formation of plutons or future eruptions. This paper describes a detailed study of the Southern Puna using magnetotelluric (MT) data. This region is located at the southern limit of the Central Andes in a region where a recent transition from flat-slab subduction to normal subduction has caused an increase in magmatism, in addition to hypothesized lithospheric delamination. It is also a region where an extensive zone adjacent to the volcanic arc is undergoing surface uplift, located near Volcán Lastarria and Cordon del Azufre (collectively called Lazufre). The main goals of the work are to define the crustal structure and to investigate processes that may cause surface uplift of relatively large regions not associated with active volcanism. As part of the PLUTONS project, MT data were collected on an east-west transect (approximately along 25°S) that extended across the Southern Puna, from Lazufre to north of Cerro Galan. The data were combined with previously collected MT data around Lazufre and inverted to give a 3-D resistivity model of the crust. The low resistivity of the crust resulted in limited sensitivity to mantle structure. A number of major crustal conductors were detected and included (1) a mid-crustal conductor extending eastward from the volcanic arc as far as the Salar de Antofalla; (2) an upper- to mid-crustal conductor located north of Cerro Galan; and (3) a conductor that rises westward from (1) and terminates directly beneath the region of surface uplift at Lazufre. These conductors are broadly coincident with the location of crustal lowshear-wave anomalies. The conductive features were interpreted to be due to zones of partial melt stored in the crust, and petrological data were used to estimate melt fractions. Below Lazufre, it is likely that aqueous fluids contribute to the high conductivity, which is observed within the depth range of the inflation source, giving evidence that the surface uplift may be associated with both magmatic and hydrothermal processes

Effects of soil resistivity on currents induced on pipelines

The goal of cathodic protection is to prevent corrosion by maintaining buried pipelines at a constant potential with respect to the surrounding soil. In practice, however, the implementation is very complicated since many factors can contribute to the current flowing off the pipe. Design requires characterization of the parameters impacting the corrosion process, such as soil resistivity, size of the pipe and quality of the coating. In the present paper, we have studied the effect of geomagnetic fields on the pipe-induced currents considering it as an additional cause of corrosion. A theoretical method implemented to model the induced currents was tested in a previous work and the effect during disturbed days was quantified. This theoretical model indicated that the intensity of the current induced in a pipeline by the varying geomagnetic field depends on the intensity and rate of change of the field and the electrical resistivity of the soil. This induced current is in equilibrium with the host current and there is no current drainage between the pipeline and the host until, along the length of the pipeline, the host resistivity becomes different. At that point, current must flow between the pipe and host in order to establish a new equilibrium. It is this drainage current, flowing between the pipeline and the host, which causes corrosion problems. Following these results, experimental tests were performed in Tierra del Fuego. In this zone, a geophysical study was made to determine the discontinuities in soil resistivities and simultaneous measurements of the geomagnetic field and the drainage of current were recorded at different sites. The results obtained from the correlation of the data are consistent with the theoretical predictions.Fil: Osella, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Favetto, Alicia Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Response of the magnetosphere to perturbation by storms and Alfvén wave trains

El comportamiento de la magnetosfera como un sistema dinámico ha sido estudiado a través del análisis de distintos índices de la actividad geomagnética. Sin embargo aun no se llegó a ninguna respuesta definitiva a este problema. Los estudios iniciales de reconstrucción del espacio de fases a partir de las series temporales del índice AE sugirieron la presencia de un atractor de baja dimensión; estudios posteriores no confirmaron este resultado. El problema radica en que la fuente de excitación de la magnetosfera, el viento solar, es turbulento y por lo tanto es incorrecto considerar a este sistema como autónomo. En el presente trabajo, estudiamos la serie temporal del índice AE con muestreo cada minuto en tres condiciones físicas distintas. Se compara una tormenta geomagnética (intervalo de tiempo durante el cual el índice Dst tiene valores menores de -100 nT), valores de Dst mayores de -20 nT, (actividad geomagnética débil), y actividad auroral continua de alta intensidad y larga duración (evento HILDCAA). El estimador de Takens de la dimensión de correlación se determinó para estas condiciones y un conjunto de datos “surrogated”; los resultados no indicaron concluyentemente un carácter determinista. A continuación se estudió la predictibilidad de las series y sus “surrogated”. Se halló que el caso correspondiente al evento HILDCAA es el más predictible y consecuentemente de menor dimensión de correlación. Concluimos que, frente a un evento HILDCAA, la magnetosfera actúa como un sistema excitado en forma estacionariaWe investigate AE time series at one-minute sampling intervals under (a) geomagnetic storm Dst index below -100 nT, (b) weak geomagnetic activity Dst>-20nT, and high-intensity, long-duration continuous auroral activity (HILDCAA). The Takens estimator of correlation dimension and an ensemble of surrogate data sets were calculated for these conditions. No conclusive indication of deterministic behavior was found. The predictability was studied for all series and for surrogated sets. The case corresponding to HILDCAA was the most predictable and the one with the lowest correlation dimension. Thus the magnetosphere during an HILDCAA event may act as a stationary excited system.Fil: de la Vega, Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Favetto, Alicia Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Informe de Investigación

Este es un informe realizado por los geofísicos del INGEIS-CONICET contratado por el SEGEMAR en base a un prospecto de su Dpto. de Geotermia.Fil: Favetto, Alicia. INGEIS-CONICET; Argentina.Fil: Pomposiello, Cristina. CONICET; Argentina.Fil: Guevara,Liliana. INGEIS-CONICET; Argentina.Fil: Giordanengo, Gabriel. INGEIS-CONICET; Argentina.El volcán Socompa es un estratovolcán de 6.051 m de altura que se encuentra dentro del núcleo árido de la Puna (24 a 25 °S) ubicado entre el límite de la Región de Antofagasta, Chile y la Provincia de Salta, Argentina. Es el volcán cónico más voluminoso y de mayor altura de la Zona Volcánica Central (ZVC). El vulcanismo en esta región es resultado de la subducción de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana. La composición de sus productos es predominantemente de dacítica a andesítica. Su evolución incluye coladas de lava, domos, y ocasionales depósitos de caída. Sus lavas se apoyan sobre la Fm. Salín, la cual contiene ignimbritas intercaladas que fueron datadas en 3.2 y 2.5 Ma (Ramirez, 1988). El edificio presenta en su flanco NO una extensa cicatriz causada por el colapso de una porción del edificio que produjo una enorme avalancha de detritos (~ 25 Km2). La edad de un depósito relacionado al colapso se estimó cercana a 7200 años antes del presente. Hubo evidente actividad post-avalancha, incluyendo el emplazamiento de coladas y domos dacíticos dentro de la cicatriz de la avalancha que no ha sido datada (Grosse et al. 2017). Los flancos oeste y noroeste del volcán se enfrentan al valle de Monturaqui (Chile) que se encuentra a unos 3200 msnm. Los flancos sureste presentan gran pendiente hacia una cuenca que se encuentra a 3400 msnm, y que contiene a la laguna Socompa (Argentina). Los otros flancos descienden hacia otros volcanes de la cadena volcánica occidental (Van de Vries, 2001). Aunque hay grandes características topográficas en la cercanía del Socompa, no hay estructruras tectónicas reconocidas a escala regional, convirtiendo a las técnicas geofísicas en la principal herramienta para el estudio de la región. El ambiente donde se encuentra el volcán Socompa es estéril, y la diversidad y abundancia de vida que se ha documentado en la región se explica a través de la actividad geotérmica que experimenta el sistema, y que se manifiesta en forma de fumarolas y manantiales cálidos de temperaturas estables. Socompa es el único volcán descubierto en la región de Atacama que alberga vegetación a elevaciones superiores a los 5100 msnm (Solon, 2106). Las fumarolas se producen cuando el vapor y los gases volcánicos escapan a través de la corteza terrestre como resultado de la desgasificación del magma y/o calentamiento geotérmico del agua subterránea a poca profundidad. Las manifestaciones superficiales más conspicuas de los procesos hidrotermales en Socompa son delicadas comunidades de plantas similares a esteras compuestas principalmente de musgos y hepáticas que se sustentan en áreas de suelo calentado por vapor, y organismos que exhiben estructura y composición comparables a las de la humedad cerca de la base del volcán Socompa, a 3661 msnm (Halloy, 1991). En las laderas del volcán se registraron y analizaron 6 fumarolas y regiones cercanas a las mismas, lo que permitió establecer diferencias entre ambas regiones. Principalmente, en las fumarolas la amplitud térmica del suelo superficial es mucho menor y las temperaturas del suelo van entre los 35 a 40 °C más altas entre los 30 y 50 cm de profundidad, y la humedad del suelo es más alta, más cercana a la superficie y más constante. En las fumarolas encontraron agua en forma de vapor, CO2, CO y CH4. Estas características hacen que solo exista riqueza de vida en las fumarolas, y no así en las regiones circundantes (Costello et al. 2009). Los manantiales cálidos por otra parte fueron encontrados en la zona sur de la laguna volcánica Socompa, región donde se encontraron las formaciones de estromatolitos más altas del mundo, a 3570 msnm. En el extremo sur de la laguna, lugar donde se encuentran las evidencias geotermales en forma de un arroyo y filtraciones que traen el agua hidrotermal desde el sistema volcánico hasta la laguna, el agua se encuentra a 26 °C mientras que donde se encuentran los estromatolitos está entre los 20 y 24 °C (Farías et al, 2013 )