Investig. Geogr. Chile, 51: 37-48 (2016)

Modelado Glaciar Heredado sobre áreas volcánicas activas, caso complejo volcánico Cumbal (Nariño – )

Angela Portilla Erazo; Fernando Pizarro Jurado, [email protected]

RESUMEN El presente documento muestra los resultados de una caracterización geomorfológica realizada en el complejo volcánico Cumbal (Nariño - Colombia) mediante la cual se logró identificar, sobre dos estructuras volcánicas (una activa y otra en estado de caldera), los procesos geomorfológicos de la abrasión glaciar y su interacción con algunos fenómenos vulcanológicos. Con el fin de identificar las geoformas resultantes de los procesos glaciares y volcánicos se realizó un trabajo de fotointerpretación sobre aerofotografías del IGAC acompañado de levantamiento y verificación en campo e información geológica, tipos de suelos y de cobertura de la tierra, que son variables que condicionan la morfodinámica en la zona, para finalmente obtener cartografía geomorfológica a escala 1:25000. Como resultado de la caracterización, se tiene, que los principales procesos morfogénicos del área de estudio corresponden a la interacción en diferentes periodos de la actividad volcánica de carácter explosivo, lo cual, se representa en la existencia de extensos flujos de lavas en la parte alta, y procesos crionivales y de abrasión glaciar asociada a un periodo frio cuyo estadio pleniglacial data desde hace 35.000 AP, donde se pueden identificar valles glaciares desde los 3800 m.s.n.m. y lahares que rellenan colinas formadas por flujos piroclásticos subrecientes. Palabras Clave: Geomorfología, Modelado Glaciar heredado, Morfodinámica Volcánica.

Modeling glacier inherited on active volcanic areas. The case of the volcanic complex cumbal (nariño-colombia)

ABSTRACT This article shows the results of a geomorphological study made of the Cumbal Volcano (located in Nariño, Colombia) in which two volcanic structures were identified (one active and one in state of caldera), the geomorphological effect produced by glacier abrasion and its interaction with some volcanological phenomena. In order to identify the landforms from glaciers and volcanic processes, photo-interpretation on aerial photographs of the IGAC was accompanied by rising and field verification and geological information, soil type and land cover, which are variables that condition morphodynamics in the area, to finally get geomorphological mapping at a scale of 1: 25000. As a result we found that the main morphogenic processes of the study area correspond to the interaction in different periods of explosively volcanic activity, which is represented by the existence of extensive lava flows at the top, and crionivale processes and glacial abrasion associated with a cold period, whose pleniglacial periods dates from 35,000 AP, where glacial valleys can be identified from 3800 m.s.n.m. and lahars that fill hills formed by subrecent pyroclastic flows. Keywords: Geomorphology, Inherited modeled glacier, morpho-dynamic volcanic processes.

Recibido el 30 de mayo de 2016; aceptado el 30 de junio de 2016.

Grupo de Investigación en Geografía Física y Problemas Ambientales TERRA, Universidad de Nariño. Clle 18 Cr 50 Ciudadela Universitaria Torobajo, Pasto, Nariño, Colombia.

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INTRODUCCIÓN resaltar las memorias explicativas de las planchas geológicas a escala 1:100.000 Con el presente trabajo se busca analizar realizadas en diferentes años por el Servicio las consecuencias geomorfológicas que Geológico Colombiano, las cuales brindan trajeron consigo los procesos de abrasión y información de tipo geomorfológico de recesión de las masas glaciares originadas manera general. hace 70.000 AP en el Complejo Volcánico Cumbal (Colombia), así como los procesos morfodinámicos actuales relacionados con MATERIALES Y MÉTODOS el periodo interglaciar actual y la actividad volcánica, presentándose así, una alta Para los aspectos geológicos se emplearon diversidad morfológica que es particular las memorias explicativas y planchas para la alta montaña colombiana. geológicas 447 y 428 del Servicio Geológico Colombiano. Por otra parte De acuerdo al INSTITUTO DE se generaron los productos referentes a HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y los Modelos Digitales de Elevación del ESTUDIOS AMBIENTALES (2010), Terreno, dentro de los cuales se encuentran en Colombia los primeros nevados mapas de pendientes, sombras y redes desaparecidos se ubicaron principalmente irregulares de triángulos, con el fin de la sobre volcanes activos. Esto, se explica no realización de perfiles explicativos que solo por la emisión de materiales volcánicos faciliten la comprensión de los procesos a altas temperaturas, sino además, por la morfodinámicos. concentración de piroclastos que centralizan la radiación solar aumentado la temperatura Para el desarrollo del trabajo de superficial, desequilibrio térmico, que acelera fotointerpretación se utilizaron las la fusión de las masas de hielo circundante aerofotografías análogas del Instituto a la roca expuesta. Morfo-dinámicamente Geográfico Agustín Codazzi identificadas la combinación de estos procesos da lugar con líneas de vuelo: C-2541 N° 143-148; a eventos como lahares y la generación de C-2570 N° 041-050 y C-2243 N° 243-252, abanicos fluvio-glacio-volcánicos. con las cuales se logró identificar los rasgos geomorfológicos más representativos en el En Colombia se pueden encontrar varios área de estudio. Una vez realizado lo anterior estudios geomorfológicos, sin embargo, se llevaron a cabo procesos de levantamiento se resaltan aquellos trabajos que tienen y verificación de información en campo. una escala nacional (1:500.000) y que se han realizado a partir de un enfoque Finalmente, se clasificaron las geoformas interinstitucional entre la academia y las de acuerdo a los sistemas morfogénicos instituciones gubernamentales, quienes han expuestos por el INSTITUTO DE hecho contribuciones al campo conceptual HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y y metodológico de esta ciencia. De esta ESTUDIOS AMBIENTALES (2010) y manera, se destaca el aporte del INSTITUTO FLÓREZ (2003), adicionando información DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA del estado morfológico actual de los valles Y ESTUDIOS AMBIENTALES (2010) glaciares los cuales recientemente se han mediante la propuesta de zonificación de ido fosilizando debido a la acumulación de los sistemas morfogénicos del territorio depósitos volcánicos como lavas y flujos Colombiano, así como las publicaciones piroclásticos (Tabla 1). de FLÓREZ (2003) en donde se describen las principales características del relieve Una vez terminado el proceso de del país proponiendo una zonificación levantamiento de información geomorfológica a escala 1:3.400.000. Cabe geomorfológica, se procedió a desarrollar

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la zonificación y/o mapificación que fueron asignadas al sistema morfogénico consiste en la digitalización de las unidades sobre el cual rigieron los procesos que geomorfológicas. Así mismo, en la Tabla 1 se les dio origen, así por ejemplo, el sistema indica el sistema adaptado del INSTITUTO morfogénico del modelado glaciar heredado DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA incluye a todas la unidades formadas por Y ESTUDIOS AMBIENTALES (2010) abrasión y sedimentación glaciar, en tanto empleado para la clasificación de las que en la morfodinámica volcánica se unidades, mediante el cual las geoformas asocian los diferentes productos volcánicos.

Tabla 1. Clasificación de las geoformas de acuerdo a su estado morfológico.

Table 1. Classification geoform according to their morphological state.

Unidad Sistema morfogénico Símbolo Descripción geomorfológica

VGl1 Valle glaciar definido

Valles Glaciares VGl2 Valle glaciar semi-sepultado

VGl3 Valle glaciar sepultado Modelado glaciar heredado en ambientes volcánicos DpM1 Depósitos morrénicos definidos Morrenas activos DpM2 Depósitos morrénicos semi-sepultados

CGl1 Circo glaciar inferido con umbral identificado Circos Glaciares CGl2 Circo glaciar inferido sin umbral

FLav1 Frentes de lava recientes Morfodinámica volcánica Flujos Volcánicos reciente y subreciente FVol2 Flujos volcánicos subrecientes

El Complejo Volcánico Cumbal, se sitúa al primera corresponde al Cumbal Antiguo, su suroccidente del departamento de Nariño origen se remonta al terciario superior en el sobre la cordillera occidental. Hace parte plioceno, alrededor de los 4,6 millones de de una cadena volcánica en la cual se años. Actualmente se encuentra en estado encuentran otras estructuras volcánicas calderico y en su fondo alberga la laguna como , , de la Bolsa. A pesar de ser una estructura Cerro Crespo y , pertenecientes a bastante antigua se identifican rastros del los municipios de Cumbal, Guachucal y modelado glaciar heredado del cuaternario. Mallama. Dentro de los cuales el Complejo Morfológicamente se caracteriza por volcánico Cumbal se destaca por su altura su forma semicircular abierta hacia el alcanzando los 4764 m.s.n.m. (Fig. 1). occidente.

En términos generales, en el área de estudio La segunda estructura volcánica se conoce encontramos dos estructuras volcánicas, como Cumbal Moderno, que corresponde según el INSTITUTO COLOMBIANO DE al complejo volcánico Cumbal tal como se GEOLOGÍA Y MINERÍA (2003, 2004). La lo conoce en la actualidad. Su formación

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se dio en tres fases. La más antigua a partir una menor afectación glaciar, ocurrida en el del cráter Punta Vieja, entre 194.000 años pleistoceno, y se caracteriza por la presencia y 176.000 años antes del presente. Se de lavas lobuladas y cordadas (Fig. 2). reconoce por numerosas coladas de lava que alcanzaron longitudes de 9 kilómetros La extensión total del área de estudio a partir de la cima. Sus productos se es de 11.102 hectáreas distribuidas extendieron hacia el norte y noreste. La altitudinalmente en un rango que oscila segunda fase de formación, identificada entre 3400 y 4764 m.s.n.m. Para la como morfodinámica volcánica subreciente, delimitación de la zona, se tomaron en comenzó hace 100.000 años, y se caracterizó cuenta criterios como la disponibilidad por la emisión principalmente de productos y cubrimiento de productos de sensores lávicos de los cráteres centrales, que se remotos (especialmente aerofotografías), dispersaron hacia el sureste, con una etapa y aspectos geomorfológicos y geológicos tardía menor a 50.000 años. La tercera de interés, como por ejemplo, la extensión fase o morfodinámica volcánica reciente del actual volcán Cumbal y una parte de se origina a partir del cráter Mundo Nuevo la caldera volcánica donde se localiza la edad que oscila entre los 25.000 y 15.000 laguna de La Bolsa (Fig. 1). años antes del presente. Esta última presenta

Fig. 1. Localización del área de estudio y líneas de vuelo utilizadas. Fig. 1. Location of the study area and flight lines used.

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Fig. 2. Sistemas morfogénicos en el Complejo Volcánico Cumbal. Fig. 2. Morphogenetic systems of the Cumbal volcanic complex.

RESULTADOS Cumbal importantes cuerpos morrénicos, flujos laharicos y piroclásticos. En Considerando que de acuerdo a Van der términos generales la interacción entre Hammen citado por el INSTITUTO DE los dos anteriores procesos (vulcanismo y HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y glaciación) conforma la morfodinámica ESTUDIOS AMBIENTALES (2010) y y es la principal razón de los rasgos FLÓREZ (2003), el establecimiento de geomorfológicos actuales de este complejo las masas glaciares en las cimas de las volcánico. montañas colombianas se dio hace 70.000 años y el pleniglacial (máxima extensión El sector donde más se evidencian relaciones de las masas glaciares) ocurrió hace 35.000 entre la morfodinámica volcánica y el años, puede afirmarse que durante la modelado glaciar heredado, se encuentra segunda y tercera etapa de formación del en el flanco norte y oriental del Complejo C.V. Cumbal se presentó una importante Volcánico Cumbal. Esta zona se localiza en interacción entre la actividad volcánica y un rango altitudinal que oscila entre los 3400 glaciar. Como resultado de esta interacción y 4600 m.s.n.m., en el cual se puede observar algunas lavas presentaron erosión glaciar, actualmente la presencia de tres tipos de pero también se formaron dentro del C.V. modelados o pisos geomorfológicos (Fig. 3).

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Fig. 3. Pisos geomorfológicos Complejo Volcánico Cumbal. Fig. 3. Geomorphological units of the Cumbal volcanic complex.

Mediante la fotointerpretación, se logró Por otra parte las lenguas glaciares identificar geoformas asociadas al que formaron los anteriores valles, no volcanismo como: flujos de lavas cordadas solo generaron procesos de abrasión en el oriente y frentes lávicos hacia el y sobreexcavación, sino también de Norte. Por otra parte, con respecto a formas sedimentación de materiales que formaron propias de erosión glaciar, se encuentran campos morrénicos laterales y de fondo, valles glaciares, circos glaciares (sin los cuales marcan sobre la cota de ± 3550 límite definido) y un sistema de morrenas: m.s.n.m., el límite del piso geomorfológico laterales, mediales, terminales y de fondo; del modelado glaciar heredado. En la figura mientras que en el piedemonte las formas 3 se pueden observar los diferentes sistemas más representativas son colinas, depósitos morfogénicos identificados en el complejo fluvio-glacio-volcánicos y flujos laháricos volcánico Cumbal. (Fig. 4). Simultáneamente a los procesos de erosión De acuerdo al trabajo de fotointerpretación, glaciar cuaternarios, la actividad volcánica es posible observar que la morfodinámica modeló las superficies correspondientes del cuaternario correspondió inicialmente al piedemonte y a la de los valles y circos a un periodo de fuerte erosión glaciar, glaciares. En dichas formas actualmente como lo evidencia la ubicación de dos se pueden observar solo algunas áreas residuales y en algunas zonas se infiere de valles glaciares con una forma conservada la existencia de las mismas. Considerando y constituidos por fondos planos y un lo anterior, la mayor influencia subreciente conjunto de morrenas laterales y terminales y reciente de la morfodinámica volcánica (VGl1 y DpM1). Estos valles presentan sobre el modelado glaciar heredado, una longitud aproximada de 4.6 Km y se se presentó sobre los valles glaciares y ubican en un rango altitudinal de 3.450 morrenas ubicadas en el norte y oriente del a 3.800 m.s.n.m., una parte de ellos en el área fotointerpretada. Por tanto no todos los fondo plano o morrena de fondo presentan valles glaciares del área tienen una forma turberas, lo cual indica la colmatación claramente definida. La identificación de cuerpos lenticos y el actual alto nivel de estos permite definir tres estados de freático del suelo. conservación (Fig. 4).

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Fig. 4. Esquema de fotointerpretación flanco NE y E del Complejo Volcán Cumbal. Fig. 4. Photo interpretation scheme of the NE and E slopes of the Cumbal volcanic complex.

El primer estado de conservación (VGl1) se caracterizan por que conservan su corresponden a los valles glaciares que se fondo plano con morrenas laterales bien encuentran bien conservados, son escasos definidas; generalmente estos se asocian en el área de estudio debido a la alta a valles glaciares que alcanzaron grandes actividad volcánica, encontrado solamente extensiones entre 3,5 a 5 kilómetros, dos valles glaciares dentro de esta categoría, lo cuales, aunque sus cabeceras fueron

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sepultadas por lavas conservan su forma presencia de flujos lávicos cordados que característica. (Fig. 5). posiblemente sepultaron el circo glaciar y descendieron por el valle dejando un El segundo estado corresponde a los escarpe, no producto de abrasión glaciar valles semi-sepultados (VGl2) los sino por solidificación de los mismos. La cuales no presentan morrenas laterales, tendencia morfodinámica de estos valles sino únicamente líneas de escarpe. es el avance de flujos lávicos recientes En el área de estudio estos valles se hacia las partes más bajas del mismo, identifican gracias a la presencia de los como también el suavizamiento del escarpes de morrenas mediales y parte relieve producto de materiales volcánicos del fondo plano o morrena de fondo, con como cenizas.

1

2

Fig. 5. Valle glaciar flanco sur oriental volcán Cumbal. Este valle glaciar corresponde a (VGl1) ya que sus morrenas laterales y fondo plano se encuentran bien definidos, aunque su circo glaciar o cabecera del valle se presenta sepultado por lavas. 1. Morrena lateral. 2. Fondo plano o artesa.

Figure 5. Glacier Valley the southern slope of Cumbal volcano. 1. Lateral moraine. 2. Flot botton glacier vally.

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El tercer estado (VGl3) hace referencia a 1995), es importante mencionar que valles cuya existencia se infiere gracias los materiales resultantes de la fusión a la presencia de depósitos morrenicos de las masas glaciares, como también de fondo (DpM1), los cuales, indican de la actividad volcánica, recorrieron que existió una masa glaciar con alta distancias superiores a la del piso del capacidad de transporte de materiales. modelado glaciar. Estos materiales son A diferencia del estado anterior, estos los causantes del relleno del altiplano valles no presentan morrenas laterales ni nariñense y para el caso específico de fondo, se encuentran sepultados por del área de estudio se evidencian los flujos y frentes lávicos, que descendieron siguientes: hasta aproximadamente los 3700 m.s.n.m. En el oriente del área analizada, frentes Lahares: en el oriente del área de estudio lávicos junto con morrenas de fondo, se encuentra delimitado el único flujo son el factor de represamiento de una lahárico, este flujo se acumuló en la parte laguna la cual se encuentra colmatada y más baja y tiene un área aproximada de se clasificó como turbera. 1,3 Km2. Observando la topografía y la red hídrica, probablemente gran parte Otro rasgo geomorfológico que evidencia de este flujo descendió por un valle la influencia de la actividad volcánica glaciar y se canalizó por la quebrada Rio sobre el Modelado Glaciar Heredado, Chiquito, los depósitos heterométricos de se observa al norte del volcán, donde este lahar pueden observarse en algunos los frentes lávicos recientes al igual sectores donde se desarrollan actividades que flujos piroclásticos, presentan un de extracción de roca. mayor avance y alcanzan a sepultar los fondos de los valles glaciares, dejando Depósitos Fluvio Glacio Volcánicos: únicamente dos morrenas residuales esta unidad se localiza en el extremo con aspecto de cuchilla (DpM2). Estas oriental y corresponde aparentemente morrenas presentan un área reducida y a una sucesión de depósitos de origen posiblemente están expuestas a procesos múltiple que afecto el nivel de altura de erosivos denudaciones, como también a la Laguna de Cumbal, colmatándola en la acumulación de materiales volcánicos dirección sur. Un posible origen de esta que disminuyen la pendiente del escarpe unidad pudo estar relacionado con el y progresivamente las van sepultando. desbordamiento de un lago (actualmente turbera debido a su colmatación) Teniendo en cuenta lo mencionado represado entre morrenas y flujos de anteriormente, la actividad volcánica y lava. Para una mayor precisión sobre el glaciar en la zona fue la causante de la origen de este depósito y los materiales diversidad de geoformas y de los procesos que lo conforman es necesario realizar morfogénicos que se desarrollaron en el en campo un análisis estratigráfico del área de estudio, sin embargo, el análisis mismo. geomorfológico no se restringe a los pisos denominados como morfodinámica Colinas: gran parte de la zona de volcánica y modelado glaciar heredado, piedemonte en el flanco oriental del de esta manera, considerando el principio Volcán Cumbal se encuentra representada de catena (SCHEIDEGGER 1987) y geomorfológicamente por un sistema de el sistema de transferencia (FLÓREZ colinas que varían en tamaño y altura, esta

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unidad morfogenéticamente se relaciona mantos de ceniza, aunque no se descarta con el suavizamiento y acumulación de otro tipos de flujos que se depositaron en materiales volcánicos, especialmente forma de colinas (Fig. 6).

Fig. 6. Colinas y flanco oriental del Volcán Cumbal. Fig. 6. Hills and eastern slopes of Cumbal volcano.

DISCUSIÓN actualmente presenta importantes procesos modeladores del relieve, los La morfodinámica de la alta montaña, cuales en algunos lugares determina la especialmente en áreas volcánicas fosilización de las geoformas de origen activas, no solo se restringe al análisis glaciar y la presencia de discordancias. independiente de los modelados, sino Teniendo en cuenta la zonificación que implica un análisis sistemático en geomorfológica propuesta por FLÓREZ donde se interrelacione las diferentes (2003), posteriormente adaptada y fuerzas generadoras y modeladoras del modificada por el INSTITUTO DE relieve. Para Colombia es importante HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y tener en cuenta dentro de la unidad ESTUDIOS AMBIENTALES (2010) con morfoestructural denominada alta el nombre de sistemas morfogénicos, montaña, que la actividad volcánica vale la pena mencionar que se hace

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necesario incorporar sistemas que Cumbal, se tiene que cronológicamente integren las unidades geomorfológicas de se presentaron tres periodos origen volcánico, ya que una buena parte morfodinámicos correlacionados; el de la geomorfología de la montaña alta, primero corresponde a un periodo de tal como se menciona en el artículo, es fuerte erosión y depositación glaciar, el resultado de la interacción de fuerzas el cual se evidencia por la presencia de formadoras de relieve y erosiónales con depósitos morrénicos y valles glaciares; agentes como el hielo. posteriormente existió un periodo de actividad volcánica reciente, durante el Si se toma como referencia otras cual flujos lávicos y flujos piroclásticos estructuras volcánicas del departamento descendieron por los valles y circos de Nariño, activas y no activas, se glaciares, sepultando la gran mayoría puede hacer un análisis comparativo de estos. Durante este mismo periodo se de la dinámica geomorfológica y del fusionó una parte de los glaciares y los estado de conservación del modelado flujos laháricos se canalizaron por valles glaciar heredado. Por ejemplo en el y terminaron modelando la zona del volcán Azufral (activo histórico) se piedemonte y colmatando el sector norte presentan procesos morfogenéticos de la Laguna Cumbal; posteriormente a similares al volcán Cumbal, frentes la solidificación y consolidación de los de lavas y depósitos piroclastos que materiales volcánicos, se presentó un sepultan y rellenan valles y circos retoque glaciar, al cual se le atribuye glaciares preexistentes. Donde se puede que actualmente se presente un leve identificar periodos de alta actividad suavizamiento en algunas zonas de volcánica y otros periodos de retoque escarpe, como también la conservación glaciar. A diferencia, los páramos Cerró de dos valles glaciares. Negro – San Francisco en el municipio de Puerres y Córdoba, corresponden a una antigua estructura volcánica que se REFERENCIAS encuentra inactiva donde el modelado glaciar heredado presenta un mayor FLÓREZ, ANTONIO, 1995. Tecto- estado de conservación presentado circos orogénesis, disección e inestabilidad de y valles glaciares más definidos. De esta vertientes en los Colombianos. manera se puede analizar la incidencia de Rev. Acad. Colomb. Cienc., 19 (74): 527 la actividad volcánica en las variaciones - 534. de las características morfométricas y morfológicas de valles y circos glaciares FLÓREZ, ANTONIO, 2003. Colombia: en áreas volcánicas activas históricamente Evolución de sus relieves y modelados. y no activas. Unibiblos, 240 p.

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, CONCLUSIONES METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES, 2010. Sistemas Para el caso del análisis realizado en el Morfogénicos del Territorio Colombiano. flanco oriental del Complejo Volcánico Ideam, 255p.

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