Geología

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    Presencia de hierro y manganeso en aguas subterráneas en Esparza y Orotina
    (2023) Santamaría Garro, Roberto; Vargas Azofeifa, Ingrid
    Se tomaron muestras del agua subterránea obtenida en pozos de abastecimiento para consumo humano de las localidades de San Juan Grande y Juanilama, en el cantón de Esparza, en Puntarenas, así como, Uvita y Coyolar de Orotina, en Alajuela. Se estudiaron los mecanismos que controlan los ciclos biogeoquímicos de esos elementos mediante la información geológica, hidrogeológica e hidrogeoquímica de la zona de estudio, para evaluar la influencia de estas especies químicas en la calidad del agua. La geología de la zona de Esparza está compuesta por el miembro Paires (tobas y conglomerados morados y rosados) de la formación Punta Carballo y por la facies río Paires – río Esparza del miembro Roca Carballo (una secuencia de areniscas, lutitas y conglomerados carbonatados) de la misma formación. Esta zona se caracteriza por tener pequeñas microcuencas. Existe un control estructural en las capas de estos miembros formando un pliegue anticlinal y sinclinal. Existe un acuífero de fracturado compuesto por las rocas sedimentarias consolidadas de estos miembros. La geología de la zona de Uvita -Ceiba está compuesta por las formaciones Esparta (Nivel 1), Tiribí - Orotina, Tivives, grupo Aguacate y Punta Carballo. Se describen informalmente capas de paleoaluviones y areniscas negras. Esta zona se ubica en una cuña entre dos fallas con rumbo SW-NE con movimiento relativo vertical. El acuífero se clasifica fracturado de muy bajo potencial, los pozos captan, especialmente, las aguas de las formaciones Tivives, Aguacate y Punta Carballo. En la zona de Coyolar están presentes las formaciones Esparta Nivel 1, Tivives y una capa de paleoaluvión. En la base de la secuencia se presenta la formación Aguacate y una capa de areniscas negras y grises alteradas. En esta zona se infiere el trazo de fallas de componente de rumbo dextral con una orientación sur-norte con base a información escrita de Montero (2020). El acuífero es de doble porosidad, los pozos captan principalmente la capa porosa de paleoaluvión y las rocas fracturadas volcánicas de las formaciones Tivives y Aguacate. El acuífero se comporta como libre cuando capta la capa de paleoaluvión sin mayor cobertura de las formaciones superiores o como un acuífero confinado en caso que se capte el paleoaluvión con cobertura o de que se capte la formación Tivives y las lavas del grupo Aguacate generalmente presentes a mayor profundidad. Las aguas en las tres zonas de estudio se clasifican como bicarbonatadas cálcicas, con la tendencia siguiente para los iones mayores: Ca2+ > Na++K+ > Mg2+ y HCO3- > SO42- > Cl-. Estas aguas presentan pozos con concentraciones superiores al V.M.A de hierro, mientras que para el manganeso solo el pozo Salas en Uvita y el pozo La Plaza tienen concentraciones superiores al valor alerta. Se cuantificaron los elementos presentes en muestras de rocas seleccionadas de perforaciones de las formaciones geológicas que forman los acuíferos de estudio. Mediante ensayos de ICP-MS se determinó que el hierro es el elemento más abundante en todos los tipos de roca. A partir de los análisis de extracción secuencial y de difractometría de rayos x se concluyó que las formas de hierro en oxihidróxidos de hierro poco cristalino son las que están presentes mayoritariamente en estas rocas su origen se asocia a procesos diagenéticos en minerales como augita y hornblenda, tambien se puede presentar aporte de hierro por parte de la pirita, carbonatos de hierro y óxidos cristalinos. La reducción de óxidos de hierro poco cristalinos se infiere como el mecanismo de generación de altas concentraciones de hierro en el acuífero en la zona de Esparza. En el acuífero de Uvita-Ceiba se interpreta que la oxidación de pirita el mecanismo que genera el hierro disuelto. En el acuífero de la zona de Coyolar la reducción de oxihidróxidos poco cristalinos es el mecanismo que genera las altas concentraciones de hierro en el agua.
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    Entendimiento y simulación del flujo del agua subterránea ante diferentes escenarios climáticos y de extracción en el sector de Pinilla, Santa Cruz, Guanacaste
    (2023) Alvarado Piedra, Paola Beatriz; Ramírez Chavarría, Roberto
    La cuenca del río San Francisco cubre un área de 64 km2, se ubica en el distrito de Tamarindo, Santa Cruz, Guanacaste. En ella se encuentran algunos poblados rurales como San José de Pinilla, Hernández, Linderos y Cebadilla, mientras que en la sección inferior de la cuenca están localizados los terrenos de Hacienda Pinilla, donde existe un gran desarrollo turístico. El objetivo de este estudio es simular la dinámica del flujo del agua subterránea, como base para mejorar la gestión del recurso hídrico en la zona, a partir de la elaboración de un modelo hidrogeológico conceptual, para ello se evalúan las condiciones de flujo en el año 2020 y se simulan las condiciones para los años 2030 y 2050. El basamento de la cuenca corresponde con rocas asociadas al Complejo de Nicoya, las cuales son sobreyacidas por depósitos del Cuaternario. Si bien la cuenca del río San Francisco, y su principal afluente el río Pinilla, es una cuenca costera, el levantamiento de una antigua plataforma de abrasión ha provocado el estrechamiento del valle aluvial, lo cual limita la escorrentía superficial y subterránea generada en la estación lluviosa, hasta su desembocadura en Playa Langosta. El acuífero Pinilla cubre un área de 23 km2, se desarrolla en sedimentos finos a medios de los depósitos aluviales y los primeros metros fracturados y meteorizados de los basaltos del Complejo de Nicoya, su espesor promedio es de 20 m, sin embargo, la morfología irregular en el Complejo de Nicoya provoca variaciones laterales en el espesor de sedimentos no consolidados lo que genera un acuífero heterogéneo. La dirección de flujo es hacia el oeste-noroeste con un gradiente promedio de 0.01, los valores de transmisividad se encuentran entre 50 m2/d y 430 m2/d, mientras que la conductividad hidráulica es de 1.4 m/d - 26 m/d, sin embargo, este presenta un bajo volumen de almacenamiento de 0.56 km3. En general, el acuífero es libre con un coeficiente de almacenamiento entre 0.02 y 0.2, aunque puede presentar localmente sectores semiconfinados a confinados. El comportamiento de los niveles de agua en los pozos muestra fluctuaciones promedio entre 3 m y 10 m, los cuales tienen una relación directa con la precipitación, con una tendencia a disminuir entre los meses de noviembre a mayo y aumentar entre junio y octubre, lo cual afecta el caudal aprovechable de los pozos durante el año. La recarga potencial por infiltración del agua de lluvia representa un 26% de la precipitación y ocurre entre mayo y noviembre, en concordancia con las precipitaciones. Además, existen otros mecanismos de recarga en la zona, los cuales incluyen: recarga lateral desde los cerros de la cuenca, conexión hidráulica con los ríos y a través de grietas en suelos arcillosos al inicio de la época lluviosa. El agua subterránea de la zona de estudio se clasifica como bicarbonatada cálcica a bicarbonatada sódica, en la parte baja de la cuenca predomina la fase de lavado o endulzamiento frente a la intrusión salina, es decir, el agua dulce está expulsando el frente salino; es muy importante considerar que este es un proceso dinámico, por lo cual debe darse un constante monitoreo. El acuífero Pinilla se modela en estado estacionario, según las condiciones de frontera y de recarga definidas en el modelo conceptual para la época lluviosa del año 2020. La correlación entre cargas hidráulicas medidas y observadas presentan un coeficiente de correlación de 0.99 y un NRMS de 4.97%, lo cual es un buen ajuste, tomando en cuenta la heterogeneidad del acuífero y la incertidumbre de los datos. La mayor parte de la descarga se da por medio de los ríos y la descarga al mar. A partir de escenarios de cambio climático simulados para el año 2030 (-2% de recarga, +10% de bombeo respecto a 2020) y 2050 (-8% de recarga, +30% de bombeo respecto a 2020), se determina que tales escenarios no generan cambios significativos en el flujo y el caudal de descarga al mar. Esta situación se da debido a la baja capacidad de almacenamiento del acuífero, en relación con el volumen de recarga que recibe o podría recibir en tales años, esto provoca que el mayor caudal de descarga se dé por medio de los ríos y quebradas.
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    Programa y resúmenes: 5° Congreso Geológico UCR-2021
    (2021) Mora Fernández, Mauricio; Soto Bonilla, Gerardo J.
    El Congreso Geológico de la Universidad de Costa Rica llega a su quinto evento consecutivo desde el 2017 y con cada año que se celebra, se refuerza la necesidad de este claustro académico, en el cual la comunidad docente-investigadora y estudiantil, puede compartir sus experiencias, avances y resultados de sus trabajos de investigación y, más importante aún, los dan a conocer a la sociedad. Las universidades, desde el siglo XII, son centros donde se discute el conocimiento universal, y por eso no solo vemos a este congreso como un evento intramuros –que no lo es-, sino que promovemos que tenga una proyección de interés e influencia nacional e internacional. Del mismo modo, se proyecta como un clásico académico de final de año lectivo, el cual trataremos de consolidar en el futuro inmediato. Para la Universidad de Costa Rica, la cual se sustenta en la docencia, la investigación y la acción social, y que promueve cada uno de esos ejes desde un enfoque multi, inter y transdisciplinario, resulta no solo imperativo, sino además placentero, dar a conocer de manera pública y abierta las investigaciones geocientíficas realizadas por el cuerpo docente e investigador, y estudiantes tesistas y de cursos regulares, algunas de ellas realizadas de forma colaborativa con otras instituciones internas o externas a la UCR e incluso, de alcance más allá de nuestras fronteras políticas. Nos sentimos obligados y orgullosos de mostrar y decir qué hemos investigado, qué hemos hecho, y qué hemos descubierto en las geociencias, en el último año (o años). Una de las motivaciones fundamentales de haber creado este congreso geológico fue el de promover la ciencia y la investigación en nuestro estudiantado, de forma que contaran con un espacio para desarrollar sus capacidades para comunicar los resultados de las investigaciones que realizan en el marco de los cursos de grado, tesis de licenciatura y de posgrado, así como en los proyectos de investigación en los que participan como asistentes, en donde muchas veces desarrollan iniciativas propias y proporcionan aportes valiosos. Este congreso se ha convertido en una forma de encuentro para la comunidad geocientífica de la UCR, y como corolario, en una herramienta didáctica valiosa, en la cual el estudiantado desarrolla capacidades de comunicación escrita, gráfica y oral para alcanzar un público meta de amplio espectro. En este sentido, hemos visto un crecimiento exponencial en la calidad de los trabajos que realizan dado que han interiorizado y se han apropiado del Congreso Geológico UCR como un espacio para darse a conocer y resaltar la calidad de su trabajo. En el 2020, el comité organizador se preguntó si realizaría o no el Cuarto Congreso. Sin embargo, no solo decidió realizarlo, sino que lo adaptó, de manera que fuese remoto y virtual. Con ello, honramos nuestro compromiso, como universidad, de renovarnos, reinventarnos y mostrar propuestas novedosas ante las adversidades. Para este Quinto Congreso, la cantidad de exposiciones orales remotas y de pósteres a presentar de manera virtual aumentaron con respecto al anterior. Esto gracias al entusiasmo y trabajo de nuestros estudiantes y cuerpo docente e investigador. Nuestro objetivo, además, es que la comunidad de participantes remotos y virtuales se multiplique, y por ello la ciberpágina de la Escuela Centroamericana de Geología fue mejorada para ofrecer una mayor facilidad de acceso a los productos de este congreso y de los anteriores. Este 2021 la pandemia sigue de forma implacable. La mayoría del cuerpo docente y del estudiantado no se ha visto físicamente por meses. Muchos han tenido cambios personales, logros y caídas, algunos incluso pérdida de familiares, amigos o colegas cercanos. Sin embargo, como una nueva esperanza, en menos de un año, los avances de la ciencia permitieron que se produjeran las vacunas anticovid-19 y que en Costa Rica se lleve a cabo el proceso de vacunación, en donde la UCR ha tenido un papel fundamental. En este contexto, la UCR ha avanzado en retomar algunas labores docentes y de investigación presenciales y consolidar el trabajo remoto y virtual. En el Cuarto Congreso se afirmó con orgullo que “El Congreso Geológico UCR no se detiene ante la pandemia de la covid-19”. Para este, podemos decir que el congreso geológico UCR, no solo se consolida, a pesar de la pandemia o sindemia, sino que el tesón con que tomamos la tarea, nos ha hecho crecer y ser insistentes y resilientes en nuestras investigaciones básicas y aplicadas. Sin embargo, hay muchos otros retos qué enfrentar y superar: una economía debilitada, el aumento de la desigualdad social incrementada por la pandemia (que la hacen sindemia), el franco deterioro de salud mental de la población, el aumento de la violencia y la criminalidad, las amenazas a la autonomía y financiamiento a las universidades públicas, el aumento de la vulnerabilidad ante las amenazas naturales, todo ello exacerbado por el calentamiento global galopante. Todos, en un conjunto siniestro, nos obligan a pensar más, a pensar mejor, y proponer soluciones, desde muchos frentes para alcanzar los objetivos del verdadero desarrollo. Este congreso muestra muchos resultados que pueden ser aplicados en la resolución de muchos de estos problemas, a diferentesescalas espaciales y temporales, o simplemente encaminadas a entender mejor el mundo. Y por supuesto, nos hace sentir orgullosos por estas propuestas que vienen de proyectos de investigación, de proyectos de tesis, y de cursos que desarrolla nuestra comunidad universitaria. Con esto demostramos que esas instituciones que seguimos llamando universidades, no sólo son útiles, sino necesarias. Instituciones que han sobrevivido casi un milenio, reinventándose, pero que siguen un patrón desde su inicio. Las universidades medievales eran comunidades de maestros y estudiantes que, aunque tenían como principal función la enseñanza, también se dedicaban a la búsqueda del conocimiento y la investigación, en gran parte con la naciente ciencia. Hoy seguimos siendo eso, pero mucho más. E intentamos hacer eco de las palabras del gran maestro José Saramago, en su obra Universidad y democracia: “La universidad, además de buenos profesionales debería lanzar buenos ciudadanos”. Nuestro compromiso en el Congreso sigue incólume: compartir experiencias, avances y resultados de trabajos de investigación y, sobre todo, que se puedan dar a conocer a la sociedad costarricense, a quienes estamos comprometidos a darle lo mejor de nosotros en docencia, investigación y acción social. Nuestra forma de compartirlo ha evolucionado: la Escuela Centroamericana de Geología, el Programa de Posgrado en Geología y del Centro de Investigación en Ciencias Geológicas siguen trabajando juntos en la construcción del conocimiento geológico para y por el pueblo de Costa Rica, y cada vez buscamos más y mejores maneras de compartirlo. Autonomía y libertad siguen siendo principios no claudicantes en la universidad. Son principios que han guiado esta universidad por un tramo de ocho décadas, y han sido un factor que ha fortalecido el devenir de la patria en su doble centenario de existencia. Gracias a ellas, seguimos investigando y divulgando el conocimiento. Y esto también será inclaudicante.
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    Programa y resúmenes: 7° Congreso Geológico UCR-2023
    (2023) Soto Bonilla, Gerardo J.; Mora Fernández, Mauricio
    El Congreso Geológico de la Universidad de Costa Rica llega a su séptima edición consecutiva desde el 2017. Con ello, la comunidad docente, estudiantil y administrativa de las unidades organizadoras (Escuela Centroamericana de Geología, ECG; Programa de Posgrado en Geología, PPG, y Centro de Investigaciones en Ciencias Geológicas, CICG) reafirman su compromiso con la sociedad costarricense de brindar una educación superior de calidad, basada en una robusto quehacer investigativo y la comunicación oportuna y pertinente de ese conocimiento generado, de modo que sirva de insumo para un mejor desarrollo y calidad de vida. Cada edición del congreso geológico es un paso firme que se consolida más con el transcurso del tiempo, como un clásico académico de fin de año lectivo en nuestra querida alma máter que une al cuerpo docente, estudiantil y administrativo en torno al conocimiento, el debate y un café. Nos sentimos obligados y orgullosos de mostrar y decir qué hemos investigado, qué hemos hecho, y qué hemos descubierto en las geociencias, en el último año (o años). Sin embargo, al igual que el planeta Tierra evoluciona y cambia, este congreso también lo hace. En consecuencia, este 2023 el comité organizador abrió, con mucho placer, las puertas del congreso a la comunidad geológica nacional e internacional, lo que nos permite contar con valiosas investigaciones realizadas en el ámbito público y privado, tanto de orden académico como aplicado, que enriquecen y amplían el horizonte de este 7° Congreso Geológico UCR-2023, lo que permite al estudiantado en particular acercarse al mundo laboral y conocer las nuevas tendencias en el quehacer geológico. A todas estas personas participantes extrauniversitarias, nuestro profundo agradecimiento por compartir sus trabajos. Este congreso muestra resultados de investigación que pueden ser aplicados en la resolución de problemas nacionales y regionales a diferentes escalas espaciales y temporales, o simplemente están orientados a entender mejor el mundo, pero sobre todo, son la materialización de la educación pública, de la ciencia y del pensamiento crítico. En estos últimos años en que la educación pública acumula un rezago histórico en conocimiento, valores, infraestructura y presupuesto; en los que también la educación superior pública ha sido y es, cada vez más atacada y cuestionada desde sus cimientos, autonomía y presupuesto, la comunidad geológica universitaria –ECG, PPG y CICG- se mantiene firme frente ante la adversidad con su trabajo tenaz e incansable, y siempre con el objetivo de brindar a la sociedad una educación, investigación y acción social de calidad. Con ello demostramos, con mucho orgullo, que esas instituciones que seguimos llamando universidades, no sólo son útiles, sino necesarias. Este 7° Congreso Geológico UCR-2023 es una buena muestra de ello, y por eso compartimos en este libro, los resúmenes de estas investigaciones, muchas de las cuales esperamos que se conviertan pronto en trabajos publicados abiertamente.
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    Origen de los sismos sentidos en Costa Rica durante el año 2023
    (2024) Linkimer Abarca, Lepolt; Fallas Salazar, Carolina; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela
    The 153 earthquakes felt in Costa Rica during 2023 can be grouped into four categories according to their origin: faulting in the Caribbean and Panama upper plates, interplate seismogenic zones of the Cocos and Caribbean plates, internal deformation of the subducted Cocos plate, and faulting in the boundary between the Cocos and Nazca plates. The felt seismicity represents only ~3 % of the total of 4438 events located by the National Seismological Network (RSN) in 2023, which together are equivalent to the energy released by an earthquake of moment magnitude (Mw) 6.6. The earthquakes caused by shallow faulting occurred on faults of all types and geometries, while those caused by subduction were of the reverse type and those associated with the CocoNazca boundary were pure strike-slip. The focal mechanisms of the earthquakes due to internal deformation of the Cocos plate were oblique with normal or reverse components. The largest felt earthquakes in 2023 were four events of Mw 6.4-6.5 with epicenters in neighboring countries, so they were slightly perceived in Costa Rica. The maximum intensity observed in 2023 was VI, due to two earthquakes (Mw 5.5 and 5.2) caused by faulting in the overriding plates.
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    Percepciones en torno al volcanismo en Costa Rica (siglos XIX al XXI): De lo místico a lo profano, entre la curiosidad y el morbo
    (2024-01-01) Mora, Mauricio M.; Peraldo Huertas, Giovanni; Cerdas Prado, Karina
    Se analizan los discursos relativos a casos específicos de actividad volcánica en Costa Rica publicados en la prensa entre los siglos XIX y XXI, con el propósito de identificar cambios en la percepción hacia el volcanismo. Se constató cómo, a finales del siglo XIX e inicios del siglo XX, la percepción mística-religiosa hacia el volcanismo fue reemplazada paulatinamente por una visión profana y curiosa que permitió el surgimiento del turismo hacia los volcanes, pero también de noticias falsas y posicionamientos antagónicos de ciertos sectores frente a la ciencia. A finales del siglo XX e inicios del siglo XXI, el ciberespacio y las nuevas tecnologías facilitaron el crecimiento del morbo que hizo surgir el turismo ilegal en los volcanes. Estas tendencias de comportamiento social obligaron al Estado ejercer control sobre las nuevas actividades económicas mediante infraestructura y legislación que con el tiempo se deben ajustar a las nuevas necesidades y riesgos. El entendimiento de estas dinámicas culturales es fundamental para establecer estrategias que favorezcan una percepción del volcanismo científicamente fundada y permee en los procesos de gestión del riesgo de manera efectiva.
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    Evidence for Caribbean plate subduction in southern Costa Rica
    (2023) Bourke, James; Levin, Vadim; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela; Linkimer Abarca, Lepolt
    Nestled between the Cocos, Nazca, Caribbean, and South American plates, the Panama microplate represents an area of rapidly evolving tectonics throughout the past ∼10 m.y. Past and current studies have observed a notable amount of seismicity throughout this region, in particular the Caribbean coast of Costa Rica, which experienced a Mw 7.7 earthquake in 1991 CE. We investigated the crust and upper mantle structure of this region using the receiver function methodology and report two results: (1) first-order lateral constraints on the position of the Panama microplate boundary near the intersection between the Central Costa Rica Deformed Belt (onshore) and North Panama Deformed Belt (offshore), and (2) an impedance contrast south and east of these belts, supporting that the Caribbean plate currently subducts beneath the Panama microplate. Observed local seismicity is a consequence of the recently (ca. 14 Ma) initiated Caribbean plate subduction beneath the overlying Panama microplate. Our results are also consistent with a doubly convergent subduction margin dominating southern Costa Rica tectonics, uplifting the Talamanca Cordillera, and causing the cessation of southern Costa Rica volcanism over the past ∼10 m.y
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    Significado tectónico de los sistemas de fallas Jaris y Candelaria en el Antearco de Costa Rica
    (2024) Fallas Salazar, Carolina; Linkimer Abarca, Lepolt; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela
    In this research, we study the Jaris and Candelaria faults, in the fore-arc of Costa Rica, based on photointerpretation, field work, and the relocation of earthquakes recorded by the National Seismological Network of Costa Rica. We present evidence that confirms that both systems correspond to right-lateral strike-slip faults and are oriented northwest-southeast. Furthermore, we determined a total length of 35 and 65km, for the Jaris and Candelaria fault systems, respectively, which implies a seismic potential of moment magnitude (Mw) 6.9 and 7.2. We postulate that the 2004 Damas Earthquake (Mw 6.4) is associated with the Candelaria system and, furthermore, that these faults, together with other right-lateral strike-slip faults in the center of the country, facilitate the tectonic escape of the Central American Forearc Block from an area much further to the southeast than previously proposed. Due to their proximity to the Greater Metropolitan Area of San Jose (15-35 km), the studied faults are dangerous for the most populated area of Costa Rica.
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    Prospección Arqueogeofísica
    (2021) Arias, Mario; Arias Salguero, Mario Enrique
    La prospección geofísica es una disciplina científica que reúne varias técnicas destinadas a conocer el subsuelo a partir del contraste de sus propiedades físicas, pudiendo delimitar anomalías que pueden ser utilizadas para detectar estructuras de origen antrópico. En la arqueología costarricense esta técnica ha comenzado a ser utilizadas, ya que permite la detección de rasgos culturales sin necesidad de llevar a cabo una excavación, siendo entonces una herramienta muy útil que ofrece al investigador información a priori sobre los posibles rasgos arqueológicos enterrados en un sitio dado. Con este documento, se pretende dar una visión general del desarrollo de la arqueogeofísica en Costa Rica, enfocándose al proceso de planificación para que la prospección sea efectiva, por tal motivo; se detallan las etapas de Planeamiento, Planificación, Medición, Procesamiento e Interpretación.
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    Indicios de proveniencia y dinámica depositacional de la Formación Puerto Carrillo, Península de Nicoya, Costa Rica: un análisis petrográfico
    (2023-01-20) Portuguez Solano, Valery; Cárdenes Sandí, Guaria
    La Formación Puerto Carrillo representa un resguardo de información geológica acerca de los procesos de erosión y exhumación del Complejo de Nicoya, el cual, a su vez, ha sido clave para el estudio del origen y evolución tectónica de la construcción del Istmo Centroamericano. Dicha Formación fue definida por Sprechmann (1982) y caracterizada como brechas sedimentarias mal estratificadas y mal seleccionadas, con clastos angulosos a subredondeados, de color verde-negruzco, de composición basáltica y/o silícea y que en ocasiones presenta clastos de gabro y jaspe amarillo. Tentativamente, infiere una edad de Santoniense Superior / Campaniense Inferior y considera que su origen corresponde con corrientes de flujos que generaron erosión submarina del Complejo de Nicoya. El objetivo principal de este trabajo de investigación es determinar las características composicionales de los materiales brechosos de la Formación Puerto Carrillo en la península de Nicoya, añadiendo nuevos medios de análisis petrográficos, sedimentológicos, geo estadísticos y estratigráficos, para el establecimiento de su dinámica depositacional e indicios de fuentes de proveniencia. Se caracteriza la constitución física y estratigráfica de la Formación Puerto Carrillo en sitios registrados previamente mediante la descripción en campo, a partir de lo cual también, se detallan los componentes litológicos macroscópicos y se extraen muestras para análisis petrográficos. Estos últimos, permitieron determinar nuevas características texturales y composicionales, tanto de la matriz como de los clastos de las brechas que no habían sido reportados previamente, identificándose brechas de tipo epiclásticas monomícticas con matriz de composición calcárea y brechas de origen ígneo con matriz de vidrio, ambos tipos de brechas se componen de clastos de basaltos con texturas principalmente microspinifex y basálticas. Fue posible la identificación de nanofósiles, cocolitos, específicamente corresponden con especímenes del género Watznaueria spp. Watznaueria barnesae, no reportados previamente como parte de la Formación Puerto Carrillo. También se identificó glauconita en la matriz de las brechas con matriz calcárea, mineral indicador paleoambiental, que de acuerdo a Nichols (2009), suele generarse en profundidades de agua entre 50 y 500 m, en las partes exteriores de plataformas continentales y partes superiores de los taludes continentales. Por otra parte, la clasificación y conteo de componentes indicadores (F-Qt-L Lt-Qm) permitió delimitar indicios de proveniencia a fuentes de basamento elevado, arco disectado y arco transicional.
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    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.
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    The record of the transition from an oceanic arc to a young continent in the Talamanca Cordillera
    (2020-07) Gazel Dondi, Esteban; Hayes, Jorden L.; Ulloa Carmiol, Andrés; Alfaro Gálvez, Aristides; Coleman, Drew S.; Carr, Michael J.
    The Talamanca Cordillera in the Central America Arc (Costa Rica‐Panama) preserves the record of the geochemical evolution from an intraoceanic arc to a juvenile continental arc in an active subduction zone, making it a testbed to explore processes that resulted in juvenile continental crust formation and explore potential mechanisms of early continental crust generation. Here we present a comprehensive set of geochronological, geochemical, and petrological data from the Talamanca Cordillera that tracks the key turning point (12-8 Ma) from the evolution of an oceanic arc depleted in incompatible elements to a juvenile continent. Most plutonic rocks from this transition and postintrusive rocks share striking similarities with average upper continental crust and Archean tonalite, trondhjemite, and granodiorite. We complement these data with seismic studies across the arc. Seismic velocities within the Caribbean Plate (basement of the arc) show a relatively uniform lateral structure consistent with a thick mafic large igneous province. Comparisons of seismic velocity profiles in the middle and lower crust beneath the active arc and remnant Miocene arc suggest a transition toward more felsic compositions as the volcanic center migrated toward the location of the modern arc. Seismic velocities along the modern arc in Costa Rica compared with other active arcs and average continental crust suggest an intermediate composition beneath the active arc in Costa Rica closer to average crust. Our geochemical modeling and radiogenic isotopes systematics suggest that input components from melting of the subducting Galapagos hotspot tracks are required for this compositional change.
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    Estratigrafía y petrografía de las rocas ígneas en el sector superior de la cordillera de Talamanca, Costa Rica
    (2018-04-17) Alfaro Gálvez, Aristides; Denyer Chavarría, Percy; Alvarado Induni, Guillermo E.; Gazel Dondi, Esteban; Chamorro Obregón, Carlos Andrés
    En la cordillera de Talamanca los productos del magmatismo se encuentran ampliamente distribuidos, y co-rresponden con episodios intrusivos y extrusivos del Neógeno y del Cuaternario. En general es posible reconocer tres fases magmáticas: 1) vulcanismo anterior al Mioceno Superior, de unos 17 a 11 millones de años atrás; 2) plutonismo durante el Mioceno Medio-Superior, entre 12,5 y 7,5 millones de años, conocido como Grupo Intrusivo de Talamanca o Granito-Gabro de Talamanca; 3) pulsos magmáticos post-intrusivos del Neógeno al Cuaternario, cuyo rango temporal se extiende entre 5 y 2 millones de años. Por primera vez se propone una diferenciación del magmatismo post-intrusivo en tres unidades, separables por aspectos petrográficos: a) Unidad Kámuk, constituida por andesitas con plagioclasa de tipo labradorita y ocasionalmente con ortopiroxeno; b) Unidad Dúrika, definida por plagioclasa de tipo andesina y biotita como fenocristal ferromagnesiano predominante; c) Unidad Río Lori, cuyos productos no fueron recolectados, pero con base en trabajos previos se caracteriza por la presencia de cuarzo, anfíbol y biotita. Se realiza además una contribución a la cartografía geológica de la cordillera de Talamanca, con una descripción geológica de las cimas de Cuericí, Ena, Dúrika, Utyum, Kámuk, fila Pittier y Echandi. También se presentan nuevos datos sobre la geología del cerro Chirripó.
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    Using Drones and Miniaturized Instrumentation to Study Degassing at Turrialba and Masaya Volcanoes, Central America
    (2018) Stix, John; Maarten de Moor, Joost; Rüdiger, Julian; Alan, Alfredo; Corrales, Ernesto; D’Arcy, Fiona; Díaz Díaz, Jorge Andrés; Liotta, Marcello
    Gas measurements using unmanned aerial vehicles, or drones, were undertaken at Turrialbavolcano, Costa Rica, and Masaya volcano, Nicaragua, in 2016 and 2017. These two volcanoes are thelargest time-integrated sources of gas in the Central American Volcanic Arc, and both systems are currentlyextremely active with potential for sudden destabilization. We employed a series of miniaturizeddrone-mounted instrumentation including a mini-DOAS, two MultiGAS instruments, and an optical particlecounter, supplemented by ground-based measurements. Payloads were typically 1–1.5 kg andflight timeswere 10–15 min. The measurements were both accurate and precise due to the inherent sensitivity of theinstrumentation and the high gas concentrations, which the drones were able to sample. The quality ofdata obtained by our drones was comparable to that obtained by our ground-based measurements. AtTurrialba in April 2017, we measured an average SO2flux of 1,380 ± 280 T/day, CO2/SO2of 6.5, and H2O/SO2of 27.8. Using these values, we calculated a CO2flux of 6,170 T/day and an H2Oflux of 10,790 T/day. At Masayain May 2017, the average SO2flux was 1,560 ± 180 T/day, with CO2/SO2of 3.9 and H2O/SO2of 62.3, givinga mean CO2flux of 4,150 T/day and mean H2Oflux of 27,330 T/day. The elevated carbon and waterfluxes andratios are indicative of underlying magmas that are enriched in these components, resulting in the high levelsof activity observed.
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    Caracterización hidrogeológica del sistema kárstico Gabinarraca-Menonitas-La Higuera en la cuenca de la quebrada El Túnel, Venado de San Carlos, Alajuela, Costa Rica
    (2023-05-04) Obando Amador, Adrián Felipe; Vargas Azofeifa, Ingrid
    El área de estudio comprende la cuenca hidrográfica de la quebrada El Túnel y se localiza en el distrito de Venado, cantón de San Carlos, provincia de Alajuela. En la zona existe un sistema de cavernas kársticas conformado por las cuevas Gabinarraca, Menonitas y La Higuera, las cuales además de poseer una gran belleza escénica, albergan un acuífero desarrollado en la porosidad terciaria resultante de la disolución de calizas fracturadas. El objetivo principal de la investigación fue identificar las características del flujo y la recarga del acuífero kárstico para generar el modelo hidrogeológico conceptual del sitio. La geología está compuesta por a) rocas sedimentarias del Mioceno Medio-Superior de la Formación Venado, las cuales albergan el acuífero en sus facies carbonatadas, b) productos volcánicos e intrusivos del Plio-Pleistoceno de las formaciones La Cruz y Grifo Alto c) lavas y piroclastos de la Formación Monteverde d) lahares de la Formación Bellavista y e) depósitos del Cuaternario que incluyen material de remoción en masa, sedimentos lacustrinos, aluviones, coluvios y piroclastos indiferenciados que, junto con la cobertura volcánica fuertemente meteorizada, producen los suelos de la zona. Estructuralmente, el área de estudio se ubica en el sistema transtensivo de Venado, compuesto por fallas de rumbo NNW, de tipo dextrales con componente normal, que originan una cuenca pull-appart. Geomorfológicamente la cuenca de la quebrada El Túnel es un rasgo alargado en el eje E-W, de forma oval-oblonga, de acuerdo al índice de Gravelius que tiene un valor de 1,62 y con pendientes promedio de 12° que se orientan hacia el SE. Las pruebas de trazadores permitieron determinar que las tres cuevas estudiadas están conectadas por el flujo del agua subterránea, además que la descarga en la boca Gabinarraca corresponde al caudal proveniente de la totalidad del acuífero y que el tiempo de residencia promedio del agua subterránea es de 144,65 días. Se definieron tres flujos denominados flujo NW, el cual proviene de la descarga de las nacientes Menonitas y su ingreso al sistema kárstico es por la cueva Menonitas; el flujo W se origina por la efluencia de la quebrada El Túnel y la infiltración difusa de la zona no saturada en la caverna Higuera. Finalmente, la convergencia de ambos flujos cambia de dirección hacia el S debido a la zona de falla La Cueva en la caverna Gabinarraca, no obstante, existen otros ingresos directos a través de dolinas, escorrentía superficial a través del cauce de la quebrada El Túnel y por otras cuevas de menor tamaño. El monitoreo constante (durante 1 año) del caudal, la temperatura y la conductividad eléctrica, mediante sensores de presión, mostró que los cambios en la dinámica del flujo de la caverna están estrechamente relacionados con los eventos superficiales, el caudal varía entre 30 y 183 L/s con picos y valles coincidentes con los máximos y mínimos de las precipitaciones. Por su parte la conductividad, asociada con el arrastre de sedimentos y la dilución por aguas meteóricas, tiene un retraso entre 1 y 5 días con el respecto a la señal asociada al caudal. La temperatura, por otra parte, suele ser menor y más constante en la caverna que en la superficie debido al efecto de regulación térmica producido por la caliza, mientras que al agua se mantiene a una temperatura levemente mayor que la de la caverna, lo cual se asocia al ingreso de aguas superficiales en contacto directo con la luz solar y al rápido flujo que limita el equilibrio térmico con el aire de la cueva. El cálculo de la recarga se realizó mediante los métodos de separación del hidrograma y balance de cloruros con los que se obtuvo, respectivamente, que un 31% y 39% de las precipitaciones recargan el acuífero. No obstante, se considera que la segunda cantidad podría estar sobreestimada dado que no se cuentan con los datos para calcular la escorrentía superficial. Los análisis químicos mostraron que los iones predominantes en el agua subterránea y superficial son el HCO3 y el Ca, por lo que se trata de aguas bicarbonatadas cálcicas, lo que se asocia a aguas meteóricas de reciente infiltración con un tiempo corto de residencia en el acuífero, mientras que el agua de lluvia varía entre bicarbonatada y clorurada cálcica. El empleo de técnicas de estadística composicional no permitió demostrar que se dé disolución de roca a lo largo del flujo, lo cual se asocia a la alta velocidad del agua que limita el tiempo de contacto con la roca, no obstante, sí se observa el proceso de intercambio iónico inverso con los sedimentos que recubren el lecho de las cavernas. Los datos isotópicos y el análisis de trayectoria en retrospectiva mostraron que las precipitaciones que recargan el acuífero provienen tanto del Mar Caribe como del Océano Pacífico, y su variabilidad se asocia a eventos meteorológicos locales como las lluvias convectivas y el aporte del reservorio del Lago Arenal, así como a fenómenos regionales como la ubicación de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) sobre Costa Rica y el ingreso de polvo del Sahara. Por su parte, el agua subterránea tiene valores más constantes que se explican por el proceso de atenuación por mezcla durante el tránsito en la zona no saturada y el retraso entre la recarga y la descarga.
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    The 2022 Seismic Hazard Model for Costa Rica
    (2023-02) Hidalgo Leiva, Diego Antonio; Linkimer Abarca, Lepolt; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela; Arroyo Solórzano, Mario; Piedra Ampie, Rosey; Climent Martín, Álvaro; Schmidt Díaz, Víctor; Esquivel Salas, Luis Carlos; Alvarado Induni, Guillermo E.; Castillo Barahona, Rolando; Carranza Morales, Marco Eduardo; Cerdas Guntanis, Laura; Escalante Meza, Jimena; Lobo Aguilar, Sergio; Rodríguez Roblero, María José; Rojas Quesada, Wilfredo
    Costa Rica is located at the boundary of four tectonic plates where the regularity of destruc tive earthquakes highlights the necessity of seismic hazard estimations. This study contains the most recent Probabilistic Seismic Hazard Assessment (PSHA) for Costa Rica, calculated with the largest and the most updated earthquake database from both—the Earthquake Engineering Laboratory and the National Seismological Network of the University of Costa Rica. For the PSHA, we updated the seismicity parameters for the upper plate, sub duction interplate, and intraslab tectonic domains, characterized the upper-plate zones by percentages of fault types, and used weighted ground-motion models for each of the tec tonic domains. The resulted maps of peak ground acceleration (PGA) at return periods of 475 yr (PGA-475) and 2475 yr, as well as the spectral accelerations, show geographic trends that allow for the division of the country in four seismic hazard levels: (1) extremely high for the Nicoya, Osa, and Burica peninsulas, situated directly above the subduction interplate, where the PGA-475 could be 0.55–1.20g; (2) very high for most of the Guanacaste Province, where the PGA-475 may be 0.55–0.70g; (3) high for most of the country ( ∼41%) with PGA-475 values of 0.40–0.55g, including Central Costa Rica and the capital city of San Jose; and (4) moderate for the Talamanca Cordillera and Northern Costa Rica, with PGA-475 up to 0.40g. These ground-motion values are 0.1–0.6g higher than the previous PSHA for the Pacific peninsulas, Guanacaste, and the southeastern Caribbean. Further, hazard curves, uni form hazard spectra, and a hazard disaggregation indicate that the seismic hazard is lower but more complex in San Jose than in Liberia—the largest city in Guanacaste.
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    Sismicidad localizada por la Red Sismológica Nacional durante el 2022
    (2023-02-10) Linkimer Abarca, Lepolt; Fallas Salazar, Carolina; Arroyo Hidalgo, Ivonne Gabriela
    Durante el año 2022, la Red Sismológica Nacional (RSN) localizó 4763 sismos locales, lo cual equivale a la energía sísmica liberada por un terremoto de magnitud momento (Mw) 7,0. Los epicentros se concentraron principalmente en nueve zonas con 25-400 temblores. Se documentaron 184 sismos (~4 % del total) sentidos por la población, incluyendo 19 con Mw entre 5,0 y 6,7. La mayoría de estos eventos fueron superficiales (~87 % < 30 km), de magnitud baja (~52 % Mw < 3,9) y fueron originados en fallas de las placas Caribe y Panamá (~52 %). El sismo de mayor tamaño del año, de Mw 6,7, se originó por la subducción de la placa Nazca y generó la intensidad más alta reportada, de V en Burica. Todos los sismos de Mw ≥ 5,5 tuvieron sus epicentros mar adentro y alejados de centros poblados, por lo que no se reportaron intensidades altas.
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    Propuesta para la creación de un índice de medición del desempeño en gestión del riesgo de los gobiernos locales en Costa Rica
    (2022) Medina Arias, Kattia Marcela; Picado, Carlos
    La presente investigación, tuvo como objetivo generar una propuesta para la creación de un índice de medición del desempeño en gestión del riesgo de los gobiernos locales en Costa Rica. Es un estudio con un enfoque cuantitativo, de tipo exploratorio. La población participante fueron las personas que son enlace ante los compromisos del Plan Nacional de Gestión del Riesgo del quinquenio correspondiente al 2021-2025. Como técnicas de recolección de datos se utilizaron: encuesta de opinión, entrevista semiestructurada y revisión bibliográfica. Además, se utilizó el modelo matemático conocido como Proceso de Análisis Jerárquico (APH) el cual establece un sistema de priorización creado por Satty, con la finalidad de determinar el peso que tienen los gobiernos locales en el Plan Nacional de Gestión del Riesgo. Asimismo, con esta metodología, se generó el peso de cada meta dentro de los dos ámbitos de acción en los que tienen participación estas instancias. Como conclusión, se obtiene que los gobiernos locales ejercen un rol fundamental en la reducción del riesgo, pero es necesario fortalecer estas capacidades y aumentar la resiliencia, aspectos que se logran únicamente manteniendo una estrecha relación con el ente rector el cual debe, según el marco legal existente, acompañarlos en el proceso de fortalecimiento de la estructura organizativa y en la implementación de estrategias que mejoren la gobernanza.
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    Propuesta de Manual de Procedimientos de Gestión de Riesgos para Giras de Campo de la Escuela Centroamericana de Geología
    (2020-12-06) Tenorio Ríos, Susana; Peraldo Huertas, Giovanni
    La Escuela Centroamericana de Geología (ECG) de la Universidad de Costa Rica (UCR) realiza numerosas giras de campo de forma constante a lo largo de los 5 años de la carrera de Bachillerato y Licenciatura en Geología. A pesar de la gran cantidad de giras, la ECG aún no cuenta con un documento que provea de procedimientos para gestionar el riesgo en las giras. El Manual de Procedimientos de Gestión del Riesgo en Giras de Campo de la Escuela Centroamericana de Geología, resultado de este Trabajo Final de Investigación Aplicada, pretende ser un documento que contenga no solo lineamientos, pautas y procedimientos para gestionar el riesgo, sino que también pretende ser un apoyo para la memoria histórica de las salidas al campo y las responsabilidades, obligaciones y comportamientos de los participantes de la gira. La metodología utilizada para realizar el Manual incluyó la revisión de toda la normativa universitaria que pudiera sustentar la necesidad y el uso del Manual; se consideró seguridad y protección, gestión del riesgo y los fundamentos de una gira de campo. Así mismo, se utilizaron entrevistas con docentes y funcionarios de la ECG, y con actores clave de otras instancias de la UCR, también se sondeó a estudiantes activos, inactivos y egresados de la carrera, de forma que se pudo identificar amenazas, vulnerabilidades, riesgos, formas de planificación de una gira, conocimientos y capacitaciones que se requieren, entre otros. Una vez realizado el Manual, se llevó a cabo una validación con docentes, actores clave y estudiantes, de forma que se permitió evaluar la veracidad y utilidad de la información, e igualmente la importancia del Manual como herramienta. La validación permitió realizar cambios y agregados importantes para un mejor funcionamiento del Manual. Se logró identificar muchas mejoras que pueden realizarse tanto en la ECG como en otras instancias de la UCR que permitirían no solo el uso eficaz del Manual, sino también crear una nueva cultura de gestión del riesgo; todas estas observaciones se dejan a modo de recomendaciones que puedan eventualmente promover giras más seguras, recordando siempre que el riesgo es intrínseco a la profesión geológica.
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    Magmatic and Tectonic Domains of Central Costa Rica and the Irazú-Turrialba Volcanic Complex Revealed by Ambient Noise Tomography
    (2022-11) Jiwani Brown, Elliot Amir; Planès, Thomas; Pacheco Alvarado, Javier Francisco ; Mora Fernández, Mauricio; Lupi, Matteo 
    The Central America Volcanic Arc runs from Guatemala to Panama, locally interrupted in Costa Rica after the twin-system Irazú-Turrialba Volcanic Complex, at the onset of the Talamanca Cordillera. A marked geological discontinuity characterizes the transition between the volcanic arc and this continental mountain range. To shed light on the spatial and structural relationships between active tectonics and volcanism, we deployed a temporary network consisting of 20 broadband seismic stations around the Irazú-Turrialba Volcanic Complex that integrated the national seismic networks maintained by Costa Rican institutes. From the seismic records, we extract cross-correlation functions and Rayleigh wave group-velocity dispersion curves to perform two ambient noise tomographies at a regional and local scale. From this, we derive two models that point out the magmatic and tectonic features of the southern part of the Central American Volcanic Arc and of the Irazú-Turrialba Volcanic Complex. The regional-scale tomographic inversion suggests that such a volcanic complex shares a common reservoir at about 5–7 km depth that is fed by a sub-vertical region, departing from at least 12 km depth. From here magmas appear to be transported upwards and stored in separate reservoirs below each volcanic edifice. Our study establishes an improved understanding of the spatial relationship between tectonic features and distribution of magmatic reservoirs underpinning the plumbing system of the Irazú-Turrialba volcanic complex.