Geología

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https://hdl.handle.net/10669/279

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A Constrained 3D Density Model of the Upper Crust from Gravity Data Interpretation for Central Costa Rica
(2010-01-05) Lücke Castro, Oscar H.; Götze, Hans-Jürgen; Alvarado Induni, Guillermo E.
The map of complete Bouguer anomaly of Costa Rica shows an elongated NW-SE trending gravity low in the central region. This gravity low coincides with the geographical region known as the Cordillera Volcánica Central. It is built by geologic and morpho-tectonic units which consist of Quaternary volcanic edifices. For quantitative interpretation of the sources of the anomaly and the characterization of fluid pathways and reservoirs of arc magmatism, a constrained 3D density model of the upper crust was designed by means of forward modeling. The density model is constrained by simplified surface geology, previously published seismic tomography and P-wave velocity models, which stem from wide-angle refraction seismic, as well as results from methods of direct interpretation of the gravity field obtained for this work. The model takes into account the effects and influence of subduction-related Neogene through Quaternary arc magmatism on the upper crust.
A melt-focusing zone in the lithospheric mantle preserved in the Santa Elena Ophiolite, Costa Rica
(2015-08-01) Madrigal Quesada, María Del Pilar; Gazel Dondi, Esteban; Denyer Chavarría, Percy; Smith, Ian; Jicha, Brian; Flores, Kennet E.; Coleman, Drew S.; Snow, Jonathan
The Santa Elena Ophiolite in Costa Rica is composed of a well-preserved fragment of the lithospheric mantle that formed along a paleo-spreading center. Within its exposed architecture, this ophiolite records a deep section of the melt transport system of a slow/ultra-slow spreading environment, featuring a well-developed meltfocusing system of coalescent diabase dikes that intrude the peridotite in a sub-vertical and sub-parallel arrangement. Here we present an integrated analysis of new structural data, 40Ar/39Ar geochronology, major and trace element geochemistry and radiogenic isotope data from the diabase dikes in order to elucidate the tectonic setting of the Santa Elena Ophiolite. The dikes are basaltic and tholeiitic in composition. Petrological models of fractional crystallization suggest deep pressures of crystallization of N0.4 GPa for most of the samples, which is in good agreement with similar calculations from slow/ultra-slow spreading ridges and require a relatively hydrated (~0.5 wt.% H2O) MORB-like source composition. The diabase dikes share geochemical and isotope signatures with both slow/ultra-slow spreading ridges and back-arc basins and indicate mixing of a DMM source and an enriched mantle end-member like EMII. The 40Ar/39Ar geochronology yielded an age of ~131 Ma for a previous pegmatitic gabbroic magmatic event that intruded the peridotite when it was hot and plastic and an age of ~121 Ma for the diabase intrusions, constraining the cooling from near asthenospheric conditions to lithospheric mantle conditions to ~10 Ma. Our findings suggest a complex interplay between oceanic basin and back-arc extension environments during the Santa Elena Ophiolite formation. We propose an alternative hypothesis for the origin of Santa Elena as an obducted fragment of an oceanic core complex (OCC).
A recent tear in subducting plate explains seismicity and upper mantle structure of southern Costa Rica
(2020-11-12) Bourke, James; Levin, Vadim; Linkimer Abarca, Lepolt; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela
Past studies of southern Costa Rica have generated a multitude of tectonic scenarios to account for different data sets. Flat slabs, detached slabs, and slab windows have been proposed to address the uplift of the Cordillera de Talamanca (CT), cessation of volcanism, and absence of deep seismicity beneath southern Costa Rica. In this study, we investigate the crust and the upper mantle along the southwest flank of the CT using the receiver function methodology. We observe two regional positive P‐to‐S converted pulses at delay times of ∼2–4 s and ∼5–8 s. The first likely represents a gradational crust‐mantle boundary of the upper plate. The second represents a similar impedance increase ∼50–60 km deep that extends from central Costa Rica to Panama. Compared to well‐located seismicity, this boundary is offset to the NE from the Cocos plate Benioff zone beneath northern CT, and remains observable through a gap in seismicity farther to the southeast. This offset makes it difficult to interpret this feature as related to the presently subducting lithosphere. Instead, we propose that the 50–60 km deep boundary marks the Moho of a lithospheric fragment left behind under the CT in the course of Panama Triple Junction migration through Costa Rica over the last 10 Ma. Our interpretation accounts for the geophysical, geochemical, structural, and geomorphic observations in the literature explaining the complex geodynamic scenario observed in southern Costa Rica.
Actividad histórica y análisis de la amenaza del volcán Turrialba, Costa Rica
(2015) González Ilama, Gino Steven; Amador Mora, Raúl Alberto; Ramírez Umaña, Carlos José; Rouwet, Dmitri; Alpízar Segura, Yemerith; Picado, Cristian; Mora Chinchilla, Rolando
The historic activity of Turrialba volcano was studied based on traveler’s reports and newspapers of the 19th century. In 1864-1866, the volcano was in a period of magmatic eruptions which can be subdivided in two stages: pre-eruptive and eruptive. Ash fall reached distances of ~115 km covering an area of 3400 km2. By means of GIS, we estimated how a similar magmatic eruption as this, could affect the present population and infrastructure, and we conclude that the ash would fall in the most populated areas of Costa Rica, which is important as a prevention measure and an analysis of future risk decision-making. In 2005, Turrialba volcano increased its seismic activity, gas emissions and acid rain, which affected the S, SW and W sectors of the volcano. Afther more than a century without eruption, on 5 January 2010 phreatic activity resumed, with emissions of non-juvenile ash which reached San José. The ash contained cristobalite and hematite, which are unhealthy. Moreover, the eruption formed a nested crater of ~125 m x ~45 m with a NW-SE direction, with emission of SO2 in state of combustion and incandescence, and manifested sporadic ash eruptions. In June 2011, a fumarolic area appeared with temperatures up to ~530 °C in the NW intracrater. On 11 January 2012, a sulfur flow occurred (175 mlong), produced by the heating of the system which also led to phreatic eruptions on 12 and 18 January 2012. Another crater was formed in the eastern extreme of the NW crater.
Actividad sísmica percibida en Costa Rica durante el 2017
(2018) Porras Loría, Juan Luis; Linkimer Abarca, Lepolt; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela; Arroyo Solórzano, Mario; Taylor Castillo, Magda
Durante el 2017 la Red Sismológica Nacional (RSN: UCR-ICE) localizó 2755 sismos y reportó 216 eventos sentidos por la población, incluyendo cuatro sismos relevantes con magnitudes (Mw) de entre 5,5 y 6,3. La mayoría (91%) de los sismos percibidos fueron superficiales (< 30 km) y el 63% tuvo una magnitud baja (Mw < 3,9). El fallamiento local y el regional provocaron el 62 % de los sismos sentidos, mientras que el resto de los sismos fueron originados por el proceso de subducción de la placa del Coco. Las zonas con la sismicidad más alta fueron Jacó y los volcanes Irazú y Poás. La intensidad Mercalli Modificada máxima observada durante el 2017 fue de VI+ debido al sismo de Jacó (Mw 6,3).
Actualización del Modelo Hidrogeológico de los acuíferos Playa Panamá y El Coco, Carrillo, Guanacaste
(2021-08-03) Dormond Sánchez, Pablo Andrés; Barahona Palomo, Marco
La presente investigación corresponde con la actualización de los modelos hidrogeológicos conceptuales de los acuíferos costeros Playa Panamá y El Coco, el objetivo era conocer el estado actual de ambos ante el crecimiento significativo que ha experimentado el desarrollo turístico en la región de Guanacaste durante los últimos años. Lo anterior mediante la recopilación de la información preexistente, la cuantificación de los parámetros hidráulicos, el análisis de la influencia mareal, el cálculo de la recarga potencial utilizando el método del balance hídrico, el cálculo de la recarga real en el año 2017 y producto de los eventos climáticos extremos Huracán Otto y la Tormenta Tropical Nate mediante el método de la fluctuación de niveles, la caracterización hidrogeoquímica del agua a partir de análisis de iones mayores y por último la determinación de la vulnerabilidad mediante el método DRASTIC. Ambas cuencas Playa Panamá y El Coco se encuentran dentro de un contexto geológico semejante y, por su cercanía, están sujetas a condiciones climáticas similares. El acuífero principal de cada uno de los sistemas corresponde con los depósitos recientes inconsolidados, ubicados en la parte baja de las cuencas. La recarga de los sistemas acuíferos se da durante la época lluviosa, principalmente durante los meses de mayor intensidad y cantidad de lluvia (septiembre y octubre). Se estima que la recarga potencial total del sistema corresponde con el 25,8% de la precipitación anual para Playa Panamá y el 23% en el sistema acuífero El Coco. Con base en los datos generados y analizados en esta investigación no se identifican indicios de contaminación por intrusión salina en pozos de abastecimiento público en ninguno de los dos acuíferos y las concentraciones de iones mayores en disolución son inferiores al valor máximo admisible en el reglamento de agua potable vigente. Sin embargo el valor promedio de conductividad eléctrica de ambos acuíferos es superior a 400 µS/cm, valor recomendado por el reglamento de potabilidad vigente en Costa Rica. Por lo tanto, es necesario profundizar y aplicar análisis químicos de iones menores y traza así como métodos geofísicos para identificar la posible variación de ubicación de las zonas de mezcla e intrusión de la misma en ambos acuíferos. Específicamente en el acuífero Playa Panamá, los valores de las concentraciones de iones mayores producto del muestreo realizado en el 2019 son muy similares a los valores del registro histórico. El pozo CN-246 perteneciente a la ASADA utilizado para abastecimiento público posee valores de conductividad eléctrica de 450 a 550 µS/cm en los últimos 5 años. El piezómetro CN-736 presenta valores promedio de conductividad eléctrica (12.91 mS/cm) y salinidad (7.63 PSU) típicos de zona de mezcla. En cuanto al acuífero El Coco, la concentración de iones mayores medidas en el año 2019 presentan un aumento con respecto al año 2005. El ion calcio aumentó un 29%, magnesio 19%, sodio 30%, potasio 57%, bicarbonato 8%, cloruro 15%, sulfato 58 % y nitrato 56%. A pesar de este aumento en promedio, el ion calcio, magnesio, sodio, potasio y cloruro se encuentran dentro del rango de potabilidad indicado por el reglamento de potabilidad vigente en Costa Rica; el ion sulfato (28.9 (mg/l) y nitrato (19.76 (mg/l) superan el valor recomendado por este reglamento. La conductividad eléctrica también aumentó (548 µS/cm), un 25%. Aproximadamente 15 años posteriores a la elaboración del primer modelo hidrogeológico conceptual de ambas cuencas, se determina que no ha ocurrido una disminución en la recarga producto de los cambios del uso de suelo. El aumento en la concentración del nitrato y el sulfato sugieren que el mal manejo de las aguas residuales, las actividades humanas cotidianas y asociadas al desarrollo en las cuencas ha causado un deterioro de la calidad de agua. Los sectores más cercanos a la costa requieren medidas de gestión y protección del recurso diferenciadas y más rigurosas ya que además de su condición natural de vulnerabilidad, son los sectores con mayor grado de desarrollo turístico y comercial.
Actualización del plan de emergencias del Volcán Poás y el uso de la sismología volcánica como una herramienta preventiva
(2006) Blunda Mas, Yessika
Análisis de la estabilidad de ladera en el sector noreste del distrito La Suiza, Turrialba, Cartago
(2017) Caravaca Orozco, José Daniel; Chamorro Obregón, Carlos Andrés; Miller Hernández, Rayse Davonnie; Peraldo Huertas, Giovanni
Análisis de riesgo en los tanques estacionarios de gas licuado de petróleo en la ciudad universitaria Rodrigo Facio
(2019) Mora Vargas, Guido; Alvaro Mesén, Juan Guillermo
El presente trabajo final de investigación aplicada (TFIA) ha sido concebido bajo la premisa de colaborar con el Programa de Gestión del Riesgo y Reducción de Desastres de la Universidad de Costa Rica (PGRRD-UCR), el cual pertenece a la Vicerrectoría de Administración de la Universidad de Costa Rica. El estudio se dirigirá en torno a fortalecer la inclusión de las 4 prioridades de acción del Marco de Sendái para la Reducción del Riesgo de Desastres 2015- 2030, los cuales también son los ejes de la Política Nacional de Gestión del Riego 2016-2030 de la Comisión Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias (CNE, 2015). En esta tesis, se desarrollan las listas de chequeo para evaluar el estado y condición de los tanques o cilindros de gas licuado de petróleo (GLP) según los requerimientos técnicos de la normativa nacional e internacional que los rigen y que se encuentran conectados para su uso. Se tomaron en cuenta los tanques o cilindros con una capacidad superior a 59 galones de capacidad de agua (W.C.) e inferior a 1000 galones de capacidad de agua (W.C.), que se encuentren dentro de las 3 fincas de la Ciudad Rodrigo Facio, ubicada en San Pedro de Montes de Oca y Sabanilla. El estudio también evalúa la gestión administrativa del riesgo en los edificios que cuentan con dichos tanques y los edificios adyacentes expuestos al riesgo del almacenamiento y manipulación del GLP; se arrojará un resultado para cada tanque o cilindro con sus hallazgos y aspectos de mejora, además, de brindar un panorama de la condición general del uso del GLP en la UCR. Este estudio tendrá un efecto positivo en la mejora continua, la prevención y la preparación, en todas las unidades administrativas involucradas directa e indirectamente con los cilindros valorados, se espera que la metodología utilizada sea integrada en la valoración del riesgo y vulnerabilidad durante la formulación de los Planes de Preparación y Respuesta a Emergencias.
Análisis del escenario y percepción del riesgo por inestabilidad de laderas en las comunidades Rincón de Alpízar y Alto Castro, Sarchí, Costa Rica, durante el periodo 2014-2015
(2016) Álvarez Vargas, Lisbeth Elena; Hernández Rojas, Ana Paula; Chamizo García, Horacio Alejandro
El conocimiento sobre el riesgo de desastres que tenga una comunidad en particular, resulta un camino fascinante y desafiante por investigar. En la presente investigación, se estudió el escenario y la percepción del riesgo por inestabilidad de laderas en las comunidades de Rincón de Alpízar y Alto Castro, ambas pertenecientes al Cantón Valverde Vega. A partir de este objetivo, se caracterizaron las comunidades, se identificó la amenaza por inestabilidad de laderas y se describieron los elementos vulnerables asociados a éstas, así como la percepción del riesgo que tienen algunos habitantes de la misma. El estudio además incluye la indagación del componente de gestión del riesgo en la política territorial pública y su influencia en el sector privado, aplicado a dichas comunidades. El diseño metodológico de esta investigación permitió identificar nuevos conocimientos que mejoran la respuesta comunitaria e institucional en el abordaje de la gestión local del riesgo. Asimismo, se presenta un diseño de propuesta de un plan para la reducción del riesgo, para que las comunidades en estudio de forma coordinada, lo desarrollen en conjunto con otros actores y sectores sociales, y comprendan la función que cumplen los habitantes en la construcción social del riesgo. Como parte de los resultados, el abordaje entre la gestión del riesgo, el ordenamiento territorial, y la gestión ambiental no ha sido una práctica prioritaria y constante en la gestión municipal, por tanto, las comunidades de Rincón de Alpízar y Alto Castro, deben apropiarse a través de la participación y la organización, para lograr mayores esfuerzos que permitan encausar de forma exitosa los retos del desarrollo local en concordancia con las políticas públicas de nuestro país. La identificación de los escenarios de riesgo por inestabilidad de laderas en las comunidades en estudio surge como una práctica relevante que debe tomar en consideración enfoques cualitativos que no aíslen el conocimiento técnico-científico del conocimiento popular, sino más bien, reivindicar la construcción de una perspectiva holística en la gestión local del riesgo. El abordaje integral de la gestión del riesgo a partir de las disciplinas de Geografía y Salud Ambiental, también permitió demostrar la importancia de la transdisciplinariedad en los procesos de investigación y conformar de esta manera, una unidad de conocimiento más allá de lo que pueda hacer cada disciplina.
Análisis del potencial hídrico subterráneo de la cuenca hidrográfica del río Cañas
(2022-06-30) Zúñiga Calderón, Mauricio Alberto; Ramos Sánchez, Viviana
La zona de investigación presente corresponde con la cuenca hidrográfica del río Cañas y sus tributarios hasta la confluencia con el río Diriá en Santa Cruz, Guanacaste. El área de la cuenca del río Cañas es de 373.7 km2, el área de estudio oficializada para la cuenca del río Nimboyores es de 90.58 km2, por lo que la dimensión total de la zona de estudio en la presente investigación es de 283.12 km2. Localmente el área de estudio está constituida por un basamento de origen volcánico compuesto por rocas basálticas asociadas al Complejo de Nicoya, fueron definidas unidades informales como la Unidad Basaltos Río Cañas, Unidad Radiolaritas Cerro Colorado, Unidad Dioritas Tierra Blanca, Unidad de Areniscas río Chircó, la Unidad de Areniscas y Lutitas Peñas Blancas y la Unidad de sedimentos cuaternarios recientes. A partir del análisis estructural realizado en la zona de estudio se muestran rumbos en dos direcciones preferenciales SSE-NNW y SW-NE; lo cual analizado desde el punto de vista hidrogeológico el patrón de fracturamiento presente en la Unidad de Basaltos río Cañas favorece potencialmente el aporte de agua desde las zonas montañosas ubicadas al sur de la zona de estudio. Un segundo régimen de esfuerzos de compresión en sentido S-N y por ende de fracturamiento distensivo en sentido E-W está asociado con el Sistema de Fallas Los Chanchos y favorece la circulación de agua entre estas fracturas desde las partes altas de la cuenca en el sector Sur (Rocas basálticas), fluyendo a través del río Cañas desde el sector de Soncoyo hasta la desembocadura de este río. Como parte de la investigación se llevó a cabo una campaña geofísica con total de 36 Sondeos Eléctricos Verticales (SEV’s) usando el arreglo electródico tipo Schlumberger, la abertura de AB/2 fue desde los 150 m hasta los 300 metros, con lo cual la profundidad de auscultación estuvo en el rango de los 50-125 metros. Para el desarrollo del modelo hidrogeológico conceptual del área de estudio fueron elaborados 13 perfiles hidrogeológicos-geofísicos, los que a su vez fueron distribuidos de tal forma que abarcan toda la zona de estudio, esto implica una longitud total de 100 km lineales de secciones hidrogeológicas interpretadas en la presente investigación. A partir del modelo hidrogeológico de la zona de estudio se establece la existencia de 3 formaciones geológicas con capacidad de poder almacenar y transmitir agua subterránea, a decir: Unidad de rocas ígneas fracturadas, Unidad de rocas sedimentarias fracturadas y Unidad de depósitos aluviales recientes. Existe una dirección preferencial de flujo en sentido Suroeste - Noreste, así lo demuestra el flujo del agua subterránea en los pozos usados como referencia y la red hídrica asociada al río Cañas. Existen además afluentes que provienen desde el sector Norte, Noroeste, Oeste, Suroeste y Sur movilizándose hacia el sector central de la cuenca, generando en este punto una unificación del flujo subterráneo para su movimiento hacia el Noreste. Para el análisis de datos climáticos ha sido tomada como referencia la Estación Santa Cruz No. 74053, propiedad del IMN. Para tal efecto fueron aportados los datos promedio mensuales de Enero de 1995 a Noviembre de 2020 tomando en cuenta periodos en los que ha influido tanto el Fenómeno del NIÑO como el Fenómeno de la NIÑA con lo cual se tiene un historial climático de 25 años. Para la presente investigación se usó la metodología descrita por Hargreaves para la ETP en la zona de estudio. De igual modo se usó la metodología de Blaney & Criddle (ONU, 1972). Como parte del proceso de investigación durante los meses de Abril-Junio del año 2015 se llevó a cabo una campaña de aforos en ríos y quebradas de la cuenca del río Cañas por el AyA en 78 puntos de la zona de estudio. Para el análisis de la zona no saturada en la cuenda del río Cañas se realizaron un total de 175 pruebas de permeabilidad con la metodología del doble anillo. Respecto a las muestras de suelo se tomaron un total de 110 muestras de suelo en los mismos sitios o sectores más cercanos a los puntos en los cuales se llevaron a cabo las pruebas de permeabilidad. En el cálculo de la recarga potencial se trabajó con un tamaño de píxel o celda de 25 m por 25 m lo cual corresponde con 625 m2 por celda, y a su vez cada una consiste en un balance hídrico individual para el área de estudio. Tomando en cuenta el área de análisis total es de 283.17 km2 ó 283 170 000 m2 se tiene que para la presente investigación se realizaron en total 453 072 balances hídricos de suelos. Como resultado de la interacción de los coeficientes de infiltración “Kfc”, “Kp” y “Kv” el resultado obtenido de la suma digital de valores únicos de la cuenca de estudio sectoriza la misma en 52 zonas con su propio valor de “Ci”. Estos valores van desde 0.5004 hasta 1 como valor máximo dado por la metodología aplicada. A partir del balance hídrico de suelos se determinó una recarga potencial para toda la zona de estudio de 91 935 331.13 m3/año lo cual corresponde con 2915.25 l/s, esto implica una alta recarga. Esto representa un 18.86% de la precipitación total en la zona de estudio (1721.4 mm/año ó 15 456.90 l/s). Respecto a la vulnerabilidad intrínseca a la contaminación acuífera del acuífero aluvial presente en la zona de estudio, se indica que han sido definidas 3 zonas de vulnerabilidad; la primera de ellas corresponde con una Vulnerabilidad BAJA con un rango de valores entre 0.1-0.3. La segunda zona de interés es la que resulta en una Vulnerabilidad MEDIA con un rango de valores entre 0.3-0.5. Por último, se ha definido la presencia de una zona de Vulnerabilidad ALTA, misma que se asocia a la presencia de humedales en distintos puntos o sectores de la zona de estudio al ser estas áreas ambientalmente frágiles por sus características intrínsecas.
Análisis socio-ambiental y de vulnerabilidad de la Carretera Costanera (tramo Orotina-Quepos) y sus proyecciones para la construcción y rehabilitación del tramo Quepos-Barú y otras obras complementarias de la Costanera Sur
(2003) Rojas Soto, Jorge Enrique
Analysis of Seismic Activity near Theodore Roosevelt Dam, Arizona, during the Occupation of the EarthScope/USArray Transportable Array
(2012) Lockridge, Jeffrey; Fouch, Matthew J.; Arrowsmith, Ramón J.; Linkimer Abarca, Lepolt
Rate and distribution of seismic activity are important indicators of the overall state of tectonic stress within a region. In regions characterized by low levels of seismicity, active fault surfaces are rarely visible at the surface, and the analysis of small-magnitude earthquakes at depth may be the most effective way to identify seismic hazard and risk from ambient tectonic activity. Further, studies of local and regional seismicity are also a direct way to examine geophysical and tectonic boundaries, although determining long-term seismicity levels requires good knowledge of the earthquake cycle. A major challenge in monitoring regions with low seismicity levels, therefore, is that long-term recording and/or deployment of sensitive instrumentation is required to provide adequate data. Seismicity patterns are of particular concern near large population centers and key infrastructure, such as power plants and dams. For instance, the Phoenix metropolitan area in southcentral Arizona receives its water through a network of canals fed by multiple man-made reservoirs located throughout the state. Analysis of seismicity patterns in the vicinity of these reservoirs and their associated dam structures is important because (1) the occurrence of an unexpectedly large earthquake may result in the failure of the dam structure resulting in adverse consequences to nearby human populations and the environment, and (2) the reservoir itself may induce seismicity and increase earthquake activity above previously recorded background levels (Simpson et al., 1986; Talwani, 1997; Gupta, 2002).
Aplicación de metodologías para la delimitación de zonas de protección de nacientes: casos Rosario y San Miguel, Naranjo de Alajuela
(2014) González Artavia, Mariel Celeste
EL ÁREA DE DESLIZAMIENTOS DE TORITO: UN PROCESO HISTÓRICO DE AMENAZA
(2015-06) Peraldo Huertas, Giovanni; Badilla Coto, Elena Isabel
Al área de inestabilidad de laderas de Torito, ubicada en Santa Teresita, distrito cuarto del cantón de Turrialba, Costa Rica, se le conoce actividad histórica explícita a raíz de los constantes reportes de averías y suspensión del antiguo servicio ferroviario al Caribe, por inestabilidad de los taludes y por los flujos de lodo que han transitado por el río Torito, posiblemente por deslizamientos que represaron su cauce. Al presente dicha área sigue activa. A partir de enero de 2011 empezó un proceso de reactivación al punto que una gran área de aproximadamente 20 hectáreas fue movida de diferente manera, cuyo resultado fue la transformación morfológica del área afectada y una represa en el río Torito. El área fue estudiada mediante información histórica y giras de campo con el fin de identificar litologías y formas asociadas al movimiento reciente. Se generó un mapa morfológico a partir de fotointerpretación y la medición del área activa por medio de GPS. Se determinó que el área de movimiento forma parte de un proceso regional de inestabilidad generalmente controlado por la litología. Este artículo se realizó dentro de las actividades de investigación de los proyectos 830-B0-055 “Inventariado de deslizamientos en el área central del país”, y 830 -B5-121 “Estudio de los mecanismos de movimiento en las laderas de las márgenes del río Reventazón, Turrialba - Siquirres, Costa Rica”, ambos adscritos al Centro de Investigaciones en Ciencias Geológicas y con colaboración de la Escuela Centroamericana de Geología de la Universidad de Costa Rica.
Array analysis of the seismic wavefield of long-period events and volcanic tremor at Arenal volcano, Costa Rica
(2014-06-06) Almendros González, Francisco Javier; Abella Meléndez, Rafael; Mora Fernández, Mauricio; Lesage, Philippe
We use wavefield decomposition methods (time domain cross correlation and frequency domain multiple-signal classification) to analyze seismic data recorded by a dense, small-aperture array located 2 km West of Arenal volcano, Costa Rica, and operated during 2.5 days. The recorded wavefield is dominated by harmonic tremor and includes also spasmodic tremor and long-period (LP) events. We find that the initial stages of LP events are characterized by three different wave arrivals. These arrivals propagate with similar back azimuths pointing to the volcano summit (∼80°N) and increasing apparent slowness of 0.4, 1.1, and 1.7 s/km. Spasmodic tremors cannot be regarded as coherent signals. On the contrary, harmonic tremors are highly coherent, characterized by the stability of the apparent slowness vector estimates. Apparent slowness lays in the range 1–2 s/km. Back azimuths point in the general direction of the volcano but with a large variability (40–120°N). Nevertheless, there are long-term variations and evidences of multiple simultaneous components in the harmonic tremor wavefield. These observations suggest that LP events and tremor are generated in a shallow source area near the volcano summit, although they do not share exactly the same source region or source processes. The tremor source is located in the shallowest part of the plumbing system, beneath the lava crust. This dynamic region is subject to complex fluctuations of the physical conditions. Degassing events at different locations of this region might generate variable seismic radiation patterns. The effects of topography and heterogeneous shallow structure of the volcano may amplify these variations and produce the wide directional span observed for volcanic tremor. On the other hand, the LP source seems to be more repeatable. LP events are likely triggered by fragmentation of the fluid flow in a slightly deeper portion of the volcanic conduits.
Aspectos geográficos relacionados con el aumento de la vulnerabilidad ante sismos en los valles de los ríos Buenavista y Chirripó Pacífico, Costa Rica
(2007) Peraldo Huertas, Giovanni; Mora Fernández, Mauricio
En este trabajo se estudia el proceso de construcción de la vulnerabilidad ante sismos en términos de la transformación ambiental producida por la intervención humana en los valles de los ríos Buenavista y Chirripó Pacífico (Cantón de Pérez Zeledón, Costa Rica). Históricamente se pone en evidencia que el proceso de colonización se inició en el valle de Buenavista y más tardíamente en el valle del Chirripó Pacífico, siendo igualmente contrastante la alta degradación del paisaje en el primero con una mayor tendencia a la conservación en el segundo. desde la perspectiva psicológica y geográfica, los habitantes del territorio de estudio muestran un nivel de conocimiento adecuado de los procesos geológicos existentes en si entorno, lo cual es positivo desde el enfoque de la gestión del riesgo. Finalmente, la gestión institucional estatal, no ha sido coherente ni integral, lo cual hace que algunas instituciones se encuentran más rezagadas que otras en la implementación de programas de gestión del riesgo.
Aspectos sismológicos y morfotectónicos en el extremo occidental de la Cordillera Volcánica Central de Costa Rica
(1988) Alvarado Induni, Guillermo E.; Morales Matamoros, Luis Diego; Montero Pohly, Walter; Climent Martín, Álvaro; Rojas Quesada, Wilfredo
El estudio de la sismicidad histórica en los alrededores del volcán Poás (Cordillera Central), muestra que cinco sismos locales de magnitudes intermedias (5 < M < 6.5) y foco superficial (h < 20 km) han afectado la zona con intensidades máximas (Mercalli modificado) entre VII y IX grados. tres terremotos ocurridos el 28-08-1911, el 06-06-1912 y el 01-09-1955, tuvieron su origen aproximadamente 5 km al sur de Bajos del Toro. Los dos restantes ocurridos el 18-03-1851 y el 30-12-1888, tuvieron posiblemente su epicentro en las cercanías de Fraijanes. Estos últimos afectaron principalmente a las ciudades de Alajuela, Heredia y San José, mientras que los sismos de Toro Amarillo, afectaron a Grecia, Naranjo, Zarcero y Bajos del Toro; la mayoría de ellos desencadenaron deslizamientos. Los temblores de Toro Amarillo están asociados a un control estructural de rumbo NNWSSE. Diversas hipótesis tectónicas se plantean acera del origen de los temblores de Fraijanes. El período de recurrencia de los sismos destructivos de esta región es de 34.5 a 10.3 años. En los últimos 8 años se han registrado cuatro enjambres de temblores en los alrededores de los volcanes Platanar (1980, 1986) y Poás (1980, 1982). Una red de estaciones sismológicas instalada en 1985 en los alrededores de Bajos del Toro, registró un nivel de actividad de microtemblores bastante bajo (aproximadamente un sismo cada dos días) lo cual se asocia con un periodo de quietud sísmica. Los patrones sismológicos muestran una clara concordancia con los controles neotectónicos de la región que tiene rumbos predominantes NW-SE, NNE-SSW.
Atenuación de contaminantes por procesos de sorción en la zona no saturada, en una parcela experimental en el occidente del Valle Central de Costa Rica
(2017-05) García Céspedes, Jairo; Vargas Azofeifa, Ingrid
Se realizó un estudio sobre la atenuación de contaminantes con el propósito de determinar las constantes de reparto entre el suelo y el agua intersticial para una decena de plaguicidas. Las muestras de suelo fueron obtenidas de la zona no saturada de una parcela experimental ubicada en la finca cafetalera La Hilda en San Pedro de Poás, Alajuela, al Occidente del Valle Central de Costa Rica, una región de alta recarga acuífera. En las siete muestras de suelo, tomadas a los [0 - 140] cm de profundidad entre agosto del 2015 y septiembre del 2016, no se encontraron residuos cuantificables de 38 plaguicidas al aplicar las técnicas de extracción asistida con microondas y de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. En la capa superior [0 - 30] cm de estos andisoles la textura fue franca (43 % de arena, 44 % de limo y 13 % de arcilla), el contenido relativamente alto de materia orgánica alcanzó el 12 %, el pH del suelo fue ligeramente ácido [5,0 - 5,5] y la saturación de acidez fue del 22 %. En la muestra tomada a 1 m de profundidad (agosto 2015), el diámetro del 85 % de los granos fue menor a 75 μm, la densidad relativa 2,68, la humedad natural 103 %, los límites de Atterberg (plasticidad 94 %; líquidez 122 %) indicaron suelos con características expansivas; estos valores son típicos de un limo orgánico de plasticidad extremadamente alta, OH según la clasificación USCS (D2487). En condiciones controladas de temperatura y agitación, se colocó una serie de muestras crudas del suelo superficial [0 - 30] cm –tomadas entre agosto y septiembre 2017– en un sistema cerrado, cada una en contacto con una disolución acuosa de CaCl2 0,01 M (en proporción 1:1) y se enriquecieron con diferentes masas de la mezcla de los plaguicidas elegidos. Durante un periodo de tiempo de contacto de entre dos y tres días, parte de la masa contaminante se sorbió sobre la fracción sólida del suelo. Se extrajo la cantidad remanente de los plaguicidas en la disolución acuosa con cartuchos de extracción en fase sólida y se eluyeron con metanol. Cada extracto se concentró y se analizó mediante la cromatografía de líquidos de alto rendimiento con dos variantes, una con detector ultravioleta de arreglo de fotodiodos (HPLC-PDA) y otra por espectrometría de masas (UPLC-MS). Las concentraciones remanentes de los plaguicidas en la disolución acuosa se determinaron por interpolación en curvas de calibración preparadas con materiales de referencia. La serie completa se ajustó a un modelo de isoterma de Freundlich. Bajo las condiciones planteadas, el ensayo no discriminó entre los procesos de sorción y los de degradación y biodegradación, sino que todos ellos contribuyeron a la atenuación de la masa contaminante agregada. La constante de Freundlich (kf, mL/g) y la correspondiente constante normalizada por una fracción de carbono orgánico de 0,12 (kfoc, mL/g) fueron: ametrina (kf = 46, kfoc = 386), atrazina (kf = 15, kfoc = 128), bromacil (kf = 5,1, kfoc = 42), carbaril (kf = 38, kfoc = 324), clorotalonil (kf = 45, kfoc = 379); diuron (kf = 33, kfoc = 277), hexazinona (kf = 3,3, kfoc = 27), linuron (kf = 29, kfoc = 246), simazina (kf = 5,2, kfoc = 44) y terbutrina (kf = 58, kfoc = 486). Estos valores sugieren que en las condiciones del experimento, se favorece la atenuación de plaguicidas a través de los procesos de inmovilización y degradación biótica o abiótica. Siempre y cuando no haya macroporos ni flujos preferenciales en la parte superior del perfil de la zona insaturada, estos procesos reducen la probabilidad de que las moléculas de los plaguicidas alcancen el nivel freático. Se recomienda realizar más estudios similares en otros suelos de Costa Rica.
Balance hídrico de la cima de los volcanes Irazú y Turrialba y su afectación a la actividad hidrotermal superficial
(2016) Alpízar Segura, Yemerith; Vargas Calderón, Priscilla; Arias Salguero, Mario Enrique
Los sectores de análisis, correspondientes a las cimas de los volcanes Turrialba e Irazú presentan áreas y elevaciones máximas respectivamente de 672507,6 m2 y 3340 m s.n.m y 1066650,43 m2 y 3432 m s.n.m. Su origen se atribuye a la subducción de la placa del Coco, bajo la Caribe. Forman parte de la Cordillera Volcánica Central, y están conformados por materiales predominantemente andesíticos y basálticos. Ambos volcanes, exhiben en sus cimas tres cráteres bien definidos, y una unidad geológica superficial predominante y correspondiente con depósitos piroclásticos recientes. El volcán Turrialba no presentaba actividad eruptiva desde el periodo 1864- 1866, sin embargo su sistema hidrotermal se mantuvo despierto, intensificando su actividad en 2001, y continuó evolucionando hasta enero del 2010, cuando ocurrieron las primeras erupciones freáticas del periodo actual. Por otro lado, la actividad eruptiva más reciente en el volcán Irazú, fue la del periodo 1963-1965, con erupciones de tipo estrombolianas y freatomagmáticas. Posteriormente el volcán entró en un periodo de relativa calma, manteniéndose con un sistema hidrotermal activo, constituido por actividad fumarólica con escasa desgasificación, y temperaturas alrededor de los 90°C. Los balances hídricos se realizaron mediante el método de Schosinsky (2006), para lo cual se delimitaron microcuencas en las áreas de estudio, donde fueron analizadas la precipitación, la actividad hidrotermal superficial y su relación con la formación de las lagunas. Esto se llevó a cabo para cada volcán, tanto para el año 2014, como para periodos donde existiera alguna variación importante con respecto a este. Para el caso del volcán Irazú, se realizó un balance en el 2005, donde existió una laguna en el cráter principal y las lluvias eran más intensas con respecto al 2014. Mientras que para el Turrialba, se consideró el año 2011 cuando las precipitaciones fueron mayores, en relación con el 2014.

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