Rebote elástico de la corteza superior debido a deflexión durante desglaciación: un mecanismo de primer orden en la descompresión y activación de sistemas volcánicos superficiales = Elastic rebound of the upper crust due flexural unbending during deglaciation: a first order mechanism in decompression and activation of shallow volcanics systems.

Abstract

La descompresión inducida por grandes desglaciaciones sobre sistemas volcánicos son comúnmente estudiadas utilizando modelos de cargas superficiales sobre la corteza terrestre, representándola como un semi-espacio elástico o capa con espesor infinito. Investigamos el rebote post-glacial debido a la deflexión de una placa elástica de espesor finito como un mecanismo de primer orden en la descompresión y fracturamiento de reservorios magmáticos superficiales durante la desglaciación. Implementamos dos modelos analíticos para investigar la magnitud de la descompresión de la corteza causada por la desglaciación en reservorios magmáticos de la corteza superior: el primero está basado en la deflexión eje-simétrica de un disco delgado simplemente soportado, mientras que el segundo considera una placa elástica delgada de longitud infinita con recuperación hidrostática de la corteza media-inferior o manto astenosférico. Considerando un modelo numérico climático publicado, describiendo la evolución espacial-temporal de la desglaciación después del Último Máximo Glacial (UMG) a través de la Zona Volcánica Sur (ZVS) de los Andes, demostramos que los cambios en presión en niveles de la corteza superior (< 10 km en profundidad) en la escala de varios cientos de años son del orden de 10 a >100 MPa. La descompresión total y las tasas de descompresión son entonces 1-3 ordenes de magnitud mayor que los valores estimados por autores anteriores, quienes asumen que las cargas glaciares están soportadas por un semi-espacio elástico. La gran descompresión causada por la deflexión de las placas elásticas de espesor finito estimadas por nosotros puede fácilmente sobrepasar la resistencia a la tensión de las rocas, creando condiciones adecuadas para la ruptura de las paredes de los reservorios, propagación de diques hacia adentro y fuera del reservorio y el colapso eventual del reservorio acompañado por una erupción explosiva. Aplicamos nuestros resultados al análisis de erupciones post-glaciales de volcanes en la ZVS, los cuales erupcionaron grandes volúmenes (> 10 km3 ) de ignimbritas y tobas máficas, cientos a mil años después del inicio de la desglaciación. Mostramos que este tiempo de retardo es necesario para alcanzar una descompresión de decenas de mega-pascales a profundidades de algunos kilómetros, consistente con la ubicación de reservorios magmáticos estimada por estudios petrográficos, sísmicos y/o geodésicos independientes. Además, el incremento hacia el norte del tiempo de retardo está en acuerdo con el menor tamaño de la capa de hielo Andina en el norte respecto a la del sur durante el UMG. El mecanismo propuesto podría promover grandes erupciones explosivas de magmas rico en volátiles en zonas de subducción, tanto para desglaciaciones pasadas y para el actual retiro de los hielos causado por el cambio climático sobre arcos relacionados a subducción en áreas de elevada latitud.