Andean Geology (Jan 2011)
Evolution of ice-dammed proglacial lakes in Última Esperanza, Chile: implications from the late-glacial R1 eruption of Reclús volcano, Andean Austral Volcanic Zone Evolución de lagos proglaciales embalsados por hielo en Última Esperanza, Chile: Implicancias de la explosión volcánica tardiglacial R1 del volcán Reclús, Zona Volcánica Austral Andina
Abstract
Newly described outerops, excavations and sediment cores from the region of Última Esperanza, Magallanes, contain tephra derived from the large late-glacial explosive Rl eruption of the Reclús volcano in the Andean Austral Volcanic Zone. New radiocarbon dates associated to these deposits refine previous estimates of the age, to 14.9 cal kyrs BP (12,670±240 14C yrs BP), and volume, to >5 km³, of this tephra. The geographic and stratigraphic distribution of Rl also place constraints on the evolution of the ice-dammed proglacial lake that existed east of the cordillera in this area between the termination of the Last Glacial Maximum (LGM) and the Holocene. This proglacial lake generated wave-cut terraces, and also caves, such as the Cueva de Milodón, along the highest prominent terrace. The current elevation of these terraces depends on the total amount of post-glacial isostatic rebound, which is unknown. Due to differential rebound, the highest prominent lake terraces decrease in height from west-to-east, from -170 m a.s.l. on Península Antonio Varas west of Seno Ultima Esperanza, to-150 m a.s.l. aroundLago Sofía, anddownto-125 m a.s.l. along their easternmost margin. The presence of thick deposits of Rl tephra in some of the caves around Lago Sofía implies that the proglacial lake had already dropped below its highest level prior to the time of this eruption, and, in fact, even earlier, prior to 16.1 cal kyrs BP (13,560±180 14C yrs BP), when land mammals first oceupied these caves. The depositional environment of Rl in a core from Dumestre bog suggests that the lake level was in fact 70 m a.s.l. until 12.8 cal kyrs BP (10,695±40 14C yrs BP). However, a 14.2 cal kyrs BP (12,125±85 14C yrs BF) Mylodon pelvis from a nearby site, located at only -7 m a.s.l., suggests that the lake could have emptied, for at least a brief period, to this low level at this time. This latter datum, combined with the lack of any prominent terraces between the highest ones (170-125 m a.s.l.) and much lower ones (at only 30 m a.s.l. on Península Antonio Varas and 20 m a.s.l. along the coast north and south of Puerto Natales), suggests abrupt changes in the lake level after the Rl eruption. The likely mechanism for producing these changes in Ultima Esperanza was the catastrophic failure and subsequent re-sealing of an ice dam in Paso Kirke, the only below sea-level pathway west to the Pacific north of Fjordo Obstrucción. The final stage of lake drainage, from the lower terrace level (20-30 m a.s.l.) oceurred at 10.3 cal kyrs BP.En este trabajo reportamos hallazgos de tefras derivadas de la gran explosión volcánica tardiglacial Rl del volcán Reclús situado en la Zona Volcánica Austral Andina, a partir de nuevos afloramientos, excavaciones y testigos sedimentarios de lagos y pantanos, obtenidos en la región de Ultima Esperanza, Magallanes. Nuevas fechas asociadas a estos depósitos permiten refrnar su edad a 14,9 ka cal AP (12.670±240 14C años AP) y su volumen a >5 km³. Además, la ubicación geográfica y estratigráfica de Rl permite acotar la evolución del lago proglacial represado por hielo que se desarrolló al este de la cordillera al intervalo temporal entre el término del Ultimo Máximo Glacial y el Holoceno. Este lago proglacial generó terrazas y cuevas, producto de la acción del oleaje, como la Cueva de Mlodón, a lo largo de la terraza más alta y conspicua. La altitud actual de estas terrazas depende de la cantidad total de rebote isostático posglacial, el cual se desconoce. Debido a las variaciones en el rebote isostático posglacial, las terrazas lacustres más altas y prominentes disminuyen en altitud de oeste a este, desde -170 m s.n.m. en la Península Antonio Varas, al oeste del Seno Ultima Esperanza, a 150 m s.n.m. alrededor del lago Sofía y descienden hasta -125 m s.n.m. a lo largo de su margen más oriental. La presencia de grandes depósitos de la tefra Rl en algunas de las cuevas alrededor del lago Sofía indican que el lago proglacial ya había descendido, con respecto a su nivel más alto, antes de la erupción de Rl y de hecho incluso antes de 16,1 ka cal AP (13.560±180 14C años AP) que es cuando los mamíferos terrestres ocuparon por primera vez estas cuevas. El ambiente deposicional de Rl, en el registro sedimentario del pantano Dumestre, sugiere incluso que el nivel del lago era inferior a 80 m s.n.m. durante el momento de esta erupción. Probablemente el lago proglacial original habría drenado a este nivel a través de sectores de baja altitud ubicados entre fiordo Obstrucción y seno Skyring, siguiendo hacia el seno Otway para desembocar en el Océano Pacífico, una vez que el canal Jerónimo ya estaba libre de hielo antes de la erupción de Rl. Otro grupo de testigos, del sitio Eberhard, indican que el lago persistió a >70 m s.n.m. hasta 12,8 ka cal AP (10.695±14C años AP). Sin embargo, a 14,2 ka cal AP (12.125±14C años AP), la pelvis de Mylodon de un sitio cercano, ubicado a 7 m s.n.m., sugiere que el lago podría haberse vaciado temporalmente durante este período. Este último dato, combinado con la ausencia de terrazas prominentes entre las más altas (170-125 m s.n.m.) y las más bajas (a solo 30 m s.n.m. en la Península Antonio Varas y 20 m s.n.m. a lo largo de la costa norte y sur de Puerto Natales), sugiere cambios abruptos en el nivel del lago proglacial después de la erupción de Rl. Probablemente el mecanismo que ocasionó estos cambios en Ultima Esperanza fue la ruptura catastrófica y el subsecuente resellamiento del dique de hielo que bloqueaba el Paso Kirke, el único paso al Océano Pacífico bajo el nivel del mar al norte del fiordo Obstrucción. El drenaje final del lago, desde la terraza inferior (20-30 m s.n.m.), ocurrió a los 10,3 ka cal AP.
