Aspectos Geológicos De La Estación Experimental Forestal Horizontes Guancaste, Costa Rica

Aspectos geológicos de la Estación Experimental Forestal Horizontes Guancaste, Costa Rica

Informe de curso:

Geología de Campo II

Julio, 2014

Contenido

CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO DE LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL FORESTAL HORIZONTES, GUANACASTE

Jhonny Castro, Carlos Chamorro, Mauro Fallas, Raysie Miller, & Giorghi Villalobos

Págs. 1-53

RECONSTRUCCIÓN GEOCRONOLÓGICA DEL VULCANISMO PRE- CORDILLERA, NOROESTE DE COSTA RICA

Daniel C. Orozco, Ariel Sedó, Carolina Suárez, & Daniel Vargas

Págs. 54-65

ANÁLISIS GEOMORFOLÓGICO MEDIANTE MÉTODOS MATEMÁTICOS DE LOS ALREDEDORES DE LA RESERVA FORESTAL EXPERIMENTAL HORIZONTES, GUANACASTE

1 Nathalie Chavarría, David Escobedo, Luis Alonso Salas & Johan Sequeira

Págs. 66-85

HIDROGEOLOGÍA DE LA HOJA TOPOGRÁFICA AHOGADOS Y EL SECTOR OESTE DE CURUBANDÉ, GUANACASTE, COSTA RICA

Carlos D. Araya, Hazel Barrantes, Fabián Campos & Adolfo García

Págs. 86-99

FACTORES DE PELIGROSIDAD GEOLÓGICA PRESENTES EN LA ESTACION EXPERIMENTAL FORESTAL HORIZONTES Y SUS ALREDEDORES

Ana Laura Acuña, Irene Aguilar, Jesús Solís & Juan Vargas

Págs. 100-149

CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO DE LA ESTACIÓN EXPERIMENTAL FORESTAL HORIZONTES, GUANACASTE

GEOLOGICAL MAPPING OF THE HORIZONTES EXPERIMENTAL FOREST STATION, GUANACASTE

Jhonny Castro*1, Carlos Chamorro*1, Mauro Fallas*1, Raysie Miller*1, & Giorghi Villalobos*1

*Autor para contacto: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]. 1Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica

RESUMEN: En el área se presenta una secuencia volcánica con una secuencia epiclástica intercalada; su base se encuentra formada por el Flujo Carbonal que representa el piso de la Formación Bagaces, éste flujo se desarrolló en el Mioceno tardío al Plioceno y presenta una amplia distribución desde La Cruz cerca de la frontera con Nicaragua hasta la zona de Bagaces y Cañas, en la región de Guanacaste. Las facies del Miembro Bagaces Intermedio se componen de secuencias volcaniclásticas con niveles tobáceos intercalados, que evidencian un hundimiento en la paleocuenca del Tempisque y un aporte de material volcánico durante la depositación, esta es el resultado de la obstrucción de drenajes por el emplazamiento del Flujo Carbonal. Las ignimbritas de la Formación Bagaces, Miembro Superior, son el resultado de una erupción pliniana en los alrededores de la Caldera Guayabo durante el Plioceno y el Pleistoceno. Los esfuerzos en dirección NE-SW en la zona provocan el levantamiento de la plataforma de ignimbritas de Santa Rosa, afectando la estratigrafía, poniendo al Miembro Bagaces Intermedio al mismo nivel de la Unidad Río Colorado y creando un sistema de fallas normales con dirección NE-SW las cuales son subordinadas a una falla normal con componente de desplazamiento de rumbo paralela al río Tempisque y con dirección aproximada N-S. Posteriormente en el Pleistoceno los flujos de la Formación Liberia son expulsados de un flanco del volcán Rincón de la Vieja y se extendieron hasta las cercanías del río Tempisquito donde el miembro Salitral sobreyace a la Unidad Río Colorado. Palabras clave: Horizontes, Bagaces, Liberia, Río Esterón, Geología, Costa Rica.

ABSTRACT: The volcanic sequence is presented in the area by an intercalated epiclastic sequence; its base is formed by the Carbonal Flow representing the base floor of the Bagaces Formation, this flow was developed in the late Miocene to Pliocene and has a wide distribution from La Cruz near the border with Nicaragua to the area of Bagaces and Cañas, in the region of Guanacaste. The facies Bagaces Intermediate Member consist of volcaniclastic sequences with intercalated tuffaceous levels, which show a collapse of the Tempisque plaeobasin and input of volcanic material during deposition, this is the result of blockage of drains by the Carbonal Flow emplacement. The ignimbrites of Bagaces Superior Member are the result of a plinian eruption around the Guayabo Caldera during the Pliocene and Pleistocene. The tectonic stresses towards NE-SW is the cause of the rise of the Santa Rosa ignimbrites plataform, affecting the stratigraphy, placing the Member Bagaces Intermediate at the same level of the Colorado River Unit and creating a system of normal faults with NE-SW which are subordinate to a normal fault with strike- slip component parallel to and approximately Tempisque NS. Later in the Pleistocene flows of Liberia Formation are expelled from the flank of the volcano Rincon de la Vieja and extended until near the Tempisquito river where the Salitral Member overlies the Colorado River Unit.

Keywords: Horizontes, Bagaces, Liberia, Río Esterón, Geología, Costa Rica.

INTRODUCCIÓN

El área que comprende la Estación Experimental Forestal Horizontes, Guanacaste, Costa Rica se ubica en la hoja Ahogados 1:50000, (Fig. 1), no posee ningún estudio geológico previo, por lo tanto, la zona presenta un vacío de información y no posee un mapa geológico. Para desarrollar una base del estudio geológico y estratigráfico se basó en trabajos previos, de los autores Dóndoli (1959), Dengo (1962), Bohnenberger (1968), Chiesa (1991), Gillot et al. (1994), Alvarado & Gans (2012), además de las campañas realizadas por Gómez (2002) y Vásquez (2002). Figura 1: Ubicación del área de En la columna cronoestratigráfica estudio (Fig. 2), se muestran las relaciones de las facies del Mb. Bagaces Intermedio La Unidad Río Esterón, definida que se le asigna una edad de 3,64 a 3,21 informalmente por primera vez en el Ma, que corresponde a la época del presente trabajo, se usó como una capa Mioceno Superior. guía asociada a la Formación Bagaces Las facies son sobreyacidas por las Superior y se encuentra sobreyaciendo ignimbritas de la Unidad Nacascolo, la Unidad Santa Rosa. que tienen una edad de 8 a 1,6 Ma, que Las Unidad Río Colorado está corresponde a la época del Mioceno al infrayacida por la Unidad Río Esterón, Pleistoceno. y sobreyacida por el Miembro Salitral, La unidad Poza Salada la define se le asigna una edad de 8 a 1,6 Ma. En David (2005) de manera informal, su la cima de la columna se encuentra el edad es alrededor de 1,6 Ma, la cual está Miembro Salitral de la Fm. Liberia, la sobreyaciendo a Nacascolo. cual posee una edad de 1,36 Ma. El La Unidad Santa Rosa, también la objetivo del presente trabajo es una define por primera vez David (2005) contribución a la estratigrafía volcánica como una unidad informal, se encuentra del Plioceno-Pleistoceno. sobreyaciendo a la Unidad Poza Salada, y se le asigna una edad de 3,21 a 2,0 Ma.

litológicos, los eventos geológicos y datos estructurales.

Interpretación de los datos

Una vez tomado los datos, se realizó la respectiva interpretación con ayuda de bibliografía descriptiva de la zona, para correlacionar, describir y definir unidades geológicas. Además de un análisis petrográfico de las muestras tomadas.

Confección del mapa geológico

Con el análisis de todos los datos recopilados y una interpretación geomorfológica, se interpretó un mapa geológico de la Estación Experimental Horizontes, Guanacaste. Figura 2: Columna cronoestrati- gráfica del área de estudio. UNIDADES LITOESTRATIGRÁFICAS METODOLOGÍA A continuación se presenta una La metodología seguida para la descripción detallada de los elaboración del presente trabajo se antecedentes, litología, localidad tipo, desarrolló siguiendo estos pasos: relaciones estratigráficas, edades, espesores y la petrografía de las Gira de campo unidades cartografiadas en la zona de estudio. Se realizó una gira de campo (24 La zona de estudio se compone de marzo al 29 de marzo) a la zona de las formaciones Bagaces y Liberia, las estudio localizada en la Reserva cuales fueron datadas y posteriormente Horizontes, Guanacaste, la cual abarca subdivididas en miembros por Alvarado un área de 73 km2 para cartografiar una & Gans (2012) de la siguiente manera: parte de la hoja topográfica Ahogados a escala 1:25000, por medio de Formación Bagaces descripción de afloramientos se o Bagaces Basal o Carbonal, 8,05 obtuvieron alrededor de 150 puntos de Ma. toma de datos para así determinar el o Bagaces Inferior o Barbudal, tipo de roca en la zona, contactos 4,87 - 3,64 Ma.

o Bagaces Intermedio o fluvial, Antecedentes 3,64 y 3,21 Ma. o Bagaces Superior, 3,21 – 2,0 Dengo (1962) reconoce sedimentos Ma. relacionados con la Formación Bagaces, posteriormente Bohnenberger (1968)

describe arenas intercaladas dentro de Formación Liberia dicha formación reconociendo sus La toba de Río Liberia, o características lacustrinas y Gillot 1,59 Ma. (1994) le asigna una edad de 8 – 1,6 La toba de Salitral, 1,36 o Ma. a la formación. La Unidad Ma. areniscas volcaniclásticas Cartaga La toba Buena Vista, o definida por Gómez (2002) se asocia 1,35 Ma. con este miembro. Alvarado & Gans

(2012) finalmente subdivide la En el área de estudio aflora facies del Formación Bagaces en 4 miembros Miembro Bagaces Intermedio, unidades según dataciones radiométricas del Miembro Bagaces Superior y La realizadas a la Formación Bagaces y toba de Salitral de la Formación Liberia. nombran a los depósitos lacustres y En la base estratigráfica se fluviales como Bagaces Intermedio o encuentran las facies del Miembro fluvial. Bagaces Intermedio, éstas son sobreyacidas por las ignimbritas de la Descripción litológica Unidad Nacascolo. Las ignimbritas de la Unidad Poza Salada sobreyace a las Se compone de una intercalación de ignimbritas de Nacascolo y son dos facies, tal y como se observa en la sobreyacidas por la Unidad Santa Rosa. figura 3. La Unidad Río Esterón descansa sobre la Unidad Santa Rosa. La Unidad Río Facies de areniscas y lutitas Colorado es infrayacida por la Unidad Río Esterón y sobreyacida por el Compuestas de lutitas de color gris a Miembro Salitral. café muy friables de espesores no mayores a 15 cm con laminación Miembro Bagaces Intermedio paralela en algunos casos y areniscas volcaniclásticas de grano fino a grueso Son depósitos epiclásticos de origen de tonalidades grises a blanquecinas, fluvio-lacustres pertenecientes a la puede poseer cristales de plagioclasa Formación Bagaces, aflora en el centro mm en 5-10%, clastos bien del área de estudio a excepción de una seleccionados en contacto puntual y zona al NW, su exposición superficial redondeados. Se presentan en corresponde al fallamiento de la zona. intercalaciones con laminación paralela, sin que se aprecie una gradación (Fig. 4).

Facies de tobitas

Brechas de color blanco que pueden adoptar un tono amarillo, crema o incluso rosado debido a la meteorización. Compuesta principalmente de pómez angulares mm hasta cm en una abundancia que oscila entre 3 y 25% y líticos de composición volcánica mm de subangulares a redondeados en un 5-25%, además se Figura 4. Facies de areniscas y observan plagioclasas y ferro lutitas del Mb. Bagaces Intermedio. magnesianos mm en 1 y 2 % en promedio respectivamente, contenido en Petrografía una matriz fina de color blanco (60%). Se observa gradación normal para los En microscopia se describe como líticos e inversa para la pómez, en una roca de grano fino de cemento conjunto con la redondez de los líticos silíceo, compuesta de plagioclasa (25%) evidencia un re-trabajo de los materiales y líticos volcánicos (35%) de clastos y la presencia de agua como medio de angulosos en contacto plano con buena transporte. selección en un 40% de matriz. Posee un empaquetamiento regular y una porosidad de regular a buena por lo que posee una permeabilidad media y se cataloga como una arena inmadura. Esta descripción corresponde a la muestra G4-12 (apéndice 1) tomada de la facies de areniscas y lutitas.

Localidad Tipo

Gómez (2002) ubica la localidad tipo para la Unidad areniscas volcaniclásticas Cartaga en un corte de la calle que se dirige hacia la Hacienda Monte del Barco, entre las coordenadas 287300 N y 359400 W (fuera del área de estudio).

Espesor, extensión y forma

Figura 3. Sección medida de las Su espesor máximo aflorante se facies del Miembro Bagaces estima en 50 m en el área de estudio, su Intermedio.

5 forma general es tabular pero se debe Antecedentes tener presente que su forma está determinada por el fallamiento regional. Vásquez (2002) define las Presenta una extensión mínima de 2,5 x ignimbritas de la Unidad Nacascolo 0,2 km hasta 5 x 1 km máxima. como un miembro de la parte superior de la Fm. Bagaces, la cual está Relaciones estratigráficas constituida por varios flujos ignimbríticos no diferenciados; el flujo Alvarado & Gans (2012) subdividen Nacascolo está compuesto por la Formación Bagaces, colocando al ignimbritas consolidadas con Miembro Bagaces Intermedio coloraciones grisáceas, fantasmas de sobreyaciendo a la Miembro Bagaces fiammes de pómez, plagioclasas Inferior, este miembro no aflora en la alteradas y augitas alteradas. Esta zona estudiada. Además se encuentra unidad presenta una amplia distribución sobreyacida por la Unidad Río desde los alrededores de Liberia hasta Colorado, este contacto se puede las cercanías de bahía Culebra y el golfo apreciar sobre el cauce del Río Esterón, de Papagayo por lo que es el contacto es neto, concordante y con perfectamente cartografiable a escala una dirección de buzamiento NE y una 1:50000. Además de Vásquez (2002) no inclinación no mayor a 10°. existen otros autores que hayan definido esta unidad ni la hayan diferenciado Edad dentro de la Fm. Bagaces.

Alvarado & Gans (2012) le dan una Descripción litológica edad de 3,64 a 3,21 Ma. La ignimbrita de la Unidad Unidad Nacascolo Nacascolo se encuentra constituida por líticos andesíticos e ignimbríticos de Esta unidad forma parte de la Fm. tamaños centimétricos (1,5 – 4 cm Bagaces superior, se encuentra diámetro, 5-10%), plagioclasa (5-15%), aflorando en la parte S del área de pómez centimétricos (5-10%) y estudio donde se reconocen buenos fiammes de pómez ocasionales afloramientos y se nota una topografía moderadamente alterados por óxidos de uniforme en las zonas no alteradas por hierro, dentro de una matriz gris el fallamiento regional, se observan violácea a gris claro cuando sana y gris además de manera generalizada estados oscura a morada cuando meteorizada. sanos de la roca así como meteorizada en su parte superior. Al W se destaca su Petrografía presencia en cerros aislados donde se puede encontrar en avanzado estado de Microscópicamente la roca presenta meteorización. una textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasas, líticos y vesículas en una matriz piroclástica, poco soldada, con plagioclasa (10-

24%), líticos andesíticos (10-30%), Relaciones estratigráficas clastos de pómez (9%), minerales opacos (2%) y augita (3%). Dados los Estratigráficamente se logra contenidos minerales se le asigna el reconocer una secuencia en los nombre de Ignimbrita lítica con pómez. alrededores de la quebrada el Muestra G5-12 apéndice 1. Guanacastillo, donde se ubica un contacto superior con la Unidad Poza Localidad tipo Salada, esta última sobreyace de manera discordante y poco reconocible en Vásquez (2002), ubica la localidad ocasiones. Mediante la cronología en la tipo al E de bahía Virador en zona se puede inferir (ya que no se coordenadas 288600 N y 351700 W observa) un contacto inferior (fuera del área de estudio), donde se discontinuo con el Miembro Bagaces ubican excelentes afloramientos, Intermedio. además de este autor no se tienen estudios previos de esta unidad. Edad

Espesor, extensión y forma Las rocas de esta unidad se ubican dentro de la Fm. Bagaces, miembro Se limita a la parte sur del área de superior, que según dataciones estudio, donde se observa una extensión radiométricas en Alvarado & Gans de forma tabular que se extiende desde (2012), se encuentran en un rango de el punto, 299205 N, 369087 E hasta el edad entre 3,21 a 2,0 Ma. 298729 N, 360376 E en los límites del área de estudio, aunque en trabajos Unidad Poza Salada anteriores de Vásquez (2003), se extiende hacia el W en las cercanías de Corresponde con una unidad de bahía Culebra. Cabe destacar que en el ignimbritas, que se encuentra aflorando área de estudio la unidad se encuentra en la parte central del área de estudio afectada por fallamiento, lo cual afecta (ver mapa geológico), forma parte del la distribución espacial de la unidad. miembro superior de la Fm. Bagaces Dentro del área de estudio se (flujo no diferenciado). observan espesores máximos (interpretados mediante la topografía) Antecedentes de alrededor de 50 m, los cuales en la cima corresponden con cerros relictos y Esta unidad corresponde con rocas donde la roca se encuentra en avanzado de color gris a café grisáceo, gris estado de meteorización verdoso, y gris violáceo al tope con correlacionables con la Unidad pómez grisáceas. Su descripción macro Nacascolo. líticos centimétricos (20%), pómez (5%) y pocos fíammes en los primeros metros. Fíammes negros, en su parte media y líticos (2-12%; 25%), además presenta varias unidades de flujos, pero

7 una unidad de enfriamiento, con Petrografía gradación inversa-normal en los líticos en todo el paquete. y típica textura Microscópicamente esta roca “moteada” (G.E. Alvarado, com. esc, presenta, una textura vitroclástica 2014). porfirítica con fenocristales de plagioclasa, hipersteno y augita, en una Descripción litológica matriz vitroclástica perlítica eutaxítica color café-anaranjado. Con plagioclasa La ignimbrita de la Unidad Poza fracturada y con zonación continua Salada, es negra con cristales verdosos (23%), hipersteno (5%), augita maclada superficie de meteorización de 5 mm de (4%), opacos 1% y con inclusiones de espesor color que varía desde beige clastos andesíticos (5%). El nombre que anaranjado pero en su mayoría es negro, se le asigna es de, Ignimbrita con color en la superficie sana gris hipersteno. Muestra G3-15a en el negruzco, posee gradación inversa, de apéndice. moderado a mal seleccionado, bien consolidado, con pátinas de manganeso Localidad Tipo gris tornasol. Posee fíames de todos los tamaños máx. 40 x 10 cm, rellenos de David (2005) define la localidad tipo un material gris con plagioclasas, esta sobre el cauce del río Poza Salada en las característica de fiammes de gran cercanías de la Hacienda Santa Rosa tamaño la hace fácilmente distinguible dentro del Parque Nacional Santa Rosa. (Fig.5) , posee una matriz vidriosa, plagioclasa desordenadas (30-35%), Espesor, extensión y forma cristales verde (2%), fíames (3%), clastos grises redondeados (5%), fíames Se extiende en la parte central del (7%) son más duros que la matriz (G.E. área de estudio por alrededor de 14 km2, Alvarado, com. esc, 2014). se observa una forma tabular de la unidad así como un espesor estimado mediante interpretación y análisis topográfico de entre 50 y 70 m dependiendo de la localidad (ubicación en causes y zonas altas), además este espesor puede aparentar ser mayor debido al fallamiento normal que afecta el área de estudio.

Relaciones estratigráficas

Figura 5. Fiammes de gran tamaño La Unidad Poza Salada se encuentra característica de la Unidad Poza Salada. infrayacida por la Unidad Nacascolo y se encuentra sobreyacida por la Unidad Santa Rosa.

Edad Descripción litológica

Esta unidad se relaciona con el Las rocas son de color gris claro miembro superior de la Fm. Bagaces y cuando sanas a morado claro cuando corresponde con un flujo no alteradas, se encuentran compuestas por diferenciado dentro de la misma, por líticos rocosos (5%) con tamaños tanto según dataciones de rocas de este promedio de 1 cm, fiammes de pómez miembro se le asigna una edad entre oxidados con tamaños entre 0,5-3 cm 3,21 a 2,0 Ma (Alvarado & Gans, (2-5%), se observan escorias 2012). ocasionales oxidadas con coloraciones gris-naranja y con formas desde Unidad Santa Rosa subangulares hasta subredondeadas con tamaños promedio entre los 0,5-2 cm y En el sector NW del área de estudio en un porcentaje de 10-15%. Además se ubican afloramientos de esta unidad, se contiene grandes fiammes al igual que los demás flujos erosionados y rellenos por material ignimbríticos en el área, este secundario hacia su parte superior con corresponde con un flujo no tamaños centimétricos hasta diferenciado dentro de la Fm. Bagaces. decimétricos (5-20 cm). Presenta buenas condiciones en el estado de la roca y afloramientos Petrografía masivos y columnares en las partes altas y cercanías del río Esterón. Para esta unidad no se logró contar con un análisis petrográfico propio del Antecedentes presente trabajo, sin embargo David (2005) como una roca de matriz vítrea Las ignimbritas de la Unidad Santa parcialmente cristalizada con shards, Rosa son poco diferenciables de las de pómez colapsados, cristales de la Unidad Poza Salada, esto implica una plagioclasa en un 3%, ortopiroxenos y dificultad en la distinción entre las clinopiroxenos en 1%, además se unidades. Composicionalmente observaron inclusiones de minerales presentan gradación inversa en los accesorios como magnetita y apatito. fiammes, matriz gris rojiza, pero puede ser gris y gris oscuro, localmente Localidad tipo violáceo por alteración, un grado de soldamiento medio, además posee David (2005) define la localidad tipo líticos de arcilla rojizos. a lo largo de la meseta de la Hacienda Microscópicamente posee plagioclasa Santa Rosa extendiéndose desde el (3%) ortopiroxenos (1,5%) y norte hacia el sur. clinopiroxenos (20%) (G.E. Alvarado, com. esc, 2014). Espesor, extensión y forma

No se conocen datos específicos sobre su espesor, esto dado que los

9 afloramientos mostraban alturas lo hacen cartografiable a la escala máximas de alrededor de 2 m, por tanto trabajada, sin embargo, se incluye dadas este es considerado como el espesor sus características distinguibles. mínimo de la unidad. Se extiende hacia el NW del área de Antecedentes estudio donde se ubican buenos afloramientos con poco espesor en Esta unidad no tiene antecedentes de buenas condiciones; su extensión dentro ningún autor, debido a que no ha sido del área de estudio se ve limitada por descrita anteriormente ni se ha fallamiento normal que la hace tener un relacionado con ningún flujo contacto lateral aparente con la Unidad ignimbrítico en la zona. Río Colorado en las coordenadas 359781 E, 303964 N, así como un Descripción litológica contacto similar con el Miembro Bagaces Intermedio cerca del mismo Se encuentra compuesta por una punto (ver mapa geológico). matriz de color negro, vítrea y masiva con cristales de plagioclasa orientados y Relaciones estratigráficas levemente arcillitizados en alrededor de un 15-20% y con tamaños entre 1 y 2 Sobreyace discordantemente a las mm, así como poca cantidad de ignimbrítas de Poza Salada y a su vez ferromagnesianos en alrededor de un es sobreyacida por las ignimbritas de 2%, no tiene presencia de líticos y su Río Colorado. contenido de matriz representa alrededor de un 75%, cabe destacar que Edad dentro de esta se observan fragmentos de vidrio de tamaños milimétricos, los Esta unidad pertenece de igual forma cuales representan cerca de un 1% de la a las ignimbritas del miembro superior muestra (Fig.6). de la Fm. Bagaces, que según dataciones tomadas de Alvarado & Gans (2012) tienen una edad de 3,21 a 2,0 Ma.

Unidad Río Esterón

Esta unidad se encuentra aflorando en la parte SE del área de estudio, por sus características físicas y a la facilidad de reconocerlas en la mayoría de los afloramientos, esta unidad se utilizó como capa guía en el transepto Figura 6. A la izquierda Unidad Río recorrido en el área estudiada. Esta Esterón y a la derecha Unidad Río unidad no se muestra en el mapa Colorado. geológico dado se poco espesor que no 10

Petrografía Edad

Roca con matriz ignimbrítica Se asocia con las rocas del miembro semiperlítica con microlitos de superior de la Fm. Bagaces, plagioclasa, opacos y vidrio, posiblemente forma parte de la base de fenocristales de plagioclasa (11%), la Unidad Río Colorado y su edad es de fíammes (5%) y magnetita (2%). Esta 3,21 a 2,0 Ma. descripción corresponde a la muestra: G1-8-A (apéndice 1). Unidad Río Colorado

Localidad tipo Esta unidad se encuentra aflorando en la parte NE del área de estudio, Se define la localidad tipo de esta donde se reconocen buenos unidad en un corte hecho por el cauce afloramientos a lo largo del río Esterón del río Esterón dentro del área de la y en el cauce del río Tempisquito, por Estación Experimental Forestal medio de esta se revela antiguos Horizontes, específicamente en las episodios de los volcanes cercanos a la coordenadas 305278 N/365664 E. zona de estudio (Rincón de la Vieja).

Espesor, extensión y forma Antecedentes

Su espesor máximo aflorante se Kempter (1997) la describe como un midió en 1,5 m en la localidad tipo, pero flujo piroclástico color gris, este puede variar a menor. Su forma generalmente bien soldado, donde las general es tabular en la totalidad de los plagioclasas constituyen del 8 –18 % de afloramientos que se presenta. Posee la roca, y se encuentran con orientación una extensión limitada al río Esterón, de flujo, contiene pómez menores a 2 localidad donde se observa únicamente cm de diámetro y fragmentos líticos que sobre el cauce del río lo cual dificulta constituyen 5- 25% de la roca de calcular un área de la unidad. composición andesítica, clinopiroxenos (1-3%) y ortopiroxenos (1-2 %). Relaciones estratigráficas Descripción litológica Cronológicamente se encuentra infrayacida por la Unidad Santa Rosa y Está compuesta por una matriz de sobreyacida por la Unidad Río ceniza fina a media con color gris Colorado, ésta se encuentra en contacto oscuro en un 75%, plagioclasas mm en discordante con estas otras unidades, 5%, vidrio volcánico (pómez aunque en los afloramientos se observa generalmente oxidados) mm en un 5%, un contacto discontinuo sobre las facies líticos de composición variable de los de Bagaces Intermedio. cuales la mayoría son angulosos aunque algunos subredondeados con contactos flotantes en un 10%, vesículas de

11 desgasificación subredondeadas Edad milimétricas en un 20 % (Fig.6). Se vincula a la Fm. Bagaces, Petrografía miembro superior y correspondería con el techo para esta secuencia en la Consiste de una roca con una matriz región; las rocas de esta unidad poseen (69%) ,de textura ignimbrítica, sin una edad de 2,08 Ma según dataciones orientación particular de cristales, con radiométricas en Alvarado & Gans microlitos de plagioclasa, opacos y (2012). vidrio, con fenocristales de plagioclasa(10%), fiammes alargados Formación Liberia, Miembro Salitral (13%), vesículas (31%) y líticos de composición andesitica (1%) . Esta Los productos de este miembro descripción corresponde a la muestra: afloran en un área de 300 km desde el G1-04-1 (apéndice 1). borde meridional de la Caldera de Guayabo hacia el suroeste y oeste, hasta Localidad tipo las ciudades de Bagaces y Liberia Chiesa et al. (1992). Kempter (1997), define la localidad tipo de esta unidad en el Río Blanco Antecedentes (Curubandé N-298500, W-37700) y al sur de la confluencia con el Río Chiesa et al. (1992), subdivide la Fm. Colorado. Liberia en Fm. Río Liberia y en Fm. Guayabo, esta formación ha sido Espesor, extensión y forma separada en diferentes miembros con base a su textura, posición Su espesor máximo aflorante se estratigráfica, color, contenidos de estima en 20 m en el área de estudio, su cristales-pómez-líticos y mineralogía. forma general es tabular pero con algunas variaciones debido al Descripción litológica fallamiento de la zona. Presenta una extensión mínima de 200 m hasta 5 km Constituido por un flujo piroclástico como máxima muy compacto que contiene pómez (5- 25 %), líticos (5-25%) y cristales de Relaciones estratigráficas plagioclasa (10-15 %), cuarzo, ortopiroxeno y poco anfíbol (10%), en Se encuentra sobreyaciendo a la una matriz de cenizas gruesas (50-80%) Unidad Río Esterón a lo largo de los Chiesa et al. (1992). afloramientos de esta y está sobreyacida Además la pómez tiene una por el Miembro Salitral de la Formación dimensión media de 2-3 cm hasta 30 Liberia. cm, presenta una gradación normal desde la base hasta el techo del depósito, vesiculares y con estructura fluidal. Los líticos son de naturaleza

12 lávica o de escoria, con un color negro a Relaciones estratigráficas rojizo, forma angulosa y dimensiones de hasta 10 cm (Chiesa et al., 1992). Este miembro esta sobreyaciendo a la Fm. Río Liberia y está infrayacido Petrografía por el Miembro Buenavista.

No se realizaron estudios Edad petrográficos de estas rocas dado su avanzado estado de meteorización el Alvarado & Gans (2002) le asignan cual las vuelve muy deleznables, sin una edad de 1,36 Ma. embargo estás, aún en este estado, son reconocibles y diferenciables dentro de GEOLOGIA ESTRUCTURAL esta unidad. La zona de estudio experimenta una Localidad tipo compresión en dirección noreste- suroeste, la cual afecta la estratigrafía Chiesa (1991) define la localidad local desplazando las unidades tipo unos afloramientos alrededor de litológicas tanto verticalmente como Salitral de espesores máximos de 20 horizontalmente. Este efecto se cm. evidencia en los cerros Concepción, Loma Larga, sitio Barbudal y Bejuco, Espesor, extensión y forma donde la morfología es controlada por una serie de fallas normales con Según Chiesa et al. (1992), el flujo componente de desplazamiento de Salitral es el miembro más extendido de rumbo y una orientación predominante la Formación Guayabo, llegando hasta NE-SW, paralelas al eje de esfuerzos los 200 km2, con un espesor variable principal (Fig.7). Estas fallas normales entre pocos metros hasta unos 50 metros fueron reconocidas gracias al trabajo de cerca de San Isidro de Limonal, Río fotointerpretación de la hoja Ahogados Piedras. con ayuda de diagramas de sombras y la El volumen de este miembro es de reinterpretación de los datos 9,17 km3, estos valores se refieren fotogeológicos de Bohnenberger (1968). solamente a los flujos piroclásticos A continuación se definen estas extracaldéricos y no incluyen a los fallas y las estructuras relacionadas y su depósitos intracaldéricos, además se relación con la estratigrafía: debe recalcar que los miembros de la Fm. Guayabo han sido afectadas por Falla Bejuco: Se localiza en la parte una intensa erosión, del Cuaternario NW del área de estudio. Se observa (de Medio-Superior y los espesores son manera inferida) alterando la secuencia representativos Chiesa et al. (1992). estratigráfica del área haciendo aflorar las facies del Mb. Bagaces Intermedio y alineando el río Esterón en su parte alta cerca de la localidad de Bejuco, donde afloran las ignimbritas de la Unidad

Santa Rosa, las cuales aparentan un rumbo norte-sur tipo dextral con contacto lateral por falla con la Unidad componente normal, la cual forma un Río Colorado. pequeño escarpe de 10 metros de altura aproximadamente, el cual se observa Graben Quebrada El Jobo: Este se muy bien en los rasgos topográficos y extiende en la parte central del área de morfológicos. Esta falla se extiende la Estación Experimental Forestal hacia el norte del área de estudio y Horizontes y se encuentra limitado al S presenta una serie de relevos que por la falla Loma Larga y al N por la afectan a la estratigrafía de manera más falla El Jobo, ambas corresponden con importante en los desplazamientos fallas normales con componente horizontales (Fig.7). Al mismo tiempo sinestral. Esta estructura influye de es a esta falla a la que se le asocian las manera significativa en la estratigrafía demás estructuras tipo graven y horst, de la zona de manera que se interpretan esto dado que la relación de esfuerzos contactos laterales por fallamiento de la presente en el área coinciden con un Unidad Río Colorado con las facies de movimiento dextral y con una dirección Bagaces Intermedio. de esfuerzos principal NE-SW para esta área, por tanto se observan Horst Cerros Concepción: correspondencias de las fallas normales representan la última de las estructuras con tal dirección. relacionadas con el fallamiento normal El fracturamiento presente en la zona en el área, se ubica al S del centro del tiene dos rumbos preferenciales tal y área de estudio, limitado al S por la falla como se muestra en la rosa de rumbos Las Mesas y al N por la falla El Jobo. de las figuras 8 y 9, estos rumbos son Tal fallamiento altera la secuencia N30-40E y N60-70W. estratigráfica, aflorando en esta localidad las facies del Mb. Bagaces Intermedio a lo largo de los cerros Concepción, además coloca en contacto lateral (inferido) a las unidades, Bagaces Intermedio con la Unidad Poza Salada en la parte S de la estructura. Al igual que en el Horst de Loma Larga y sitio Barbudal, este da una topografía uniforme tipo meseta, con cimas planas y pendientes moderadas; se extiende desde los cerros Concepción hasta el sitio Las Mesas, donde se observa una topografía más suave debido al desgaste erosivo presente en la zona.

Falla Los Ahogados: El sureste del Figura 8. Rosa de rumbos de la zona de área de estudio se encuentra afectada estudio. por una falla de desplazamiento de

Fig. 7: Modelo estructural del área de estudio, basado en la interpretación de diagramas de sombras y Bohnemberger (1968), donde se muestran las estructuras antes descritas; nótense las estructuras formadas entre la falla quebrada El Jobo y falla Las Mesas (Horst cerros Concepción) y la formada entre la falla El Barbudal y la falla Quebrada El Jobo (Graven Quebrada El Jobo).

Estas fracturas presentan ángulos de evidencian un hundimiento de la buzamientos principalmente entre 80° y paleocuenca del Tempisque y una 90°, además de direcciones de erosión intensa de las partes altas y las buzamiento preferenciales hacia el rocas precedentes en el basamento, su noreste y noroeste. cuenca depositacional es resultado de la obstrucción de drenajes preexistentes por causa del emplazamiento del Flujo Carbonal, posteriormente se depositan las ignimbritas de la Fm. Bagaces Superior los cuales corresponden con una secuencia producto de diferentes pulsos eruptivos resultado de una erupción pliniana que tuvo como foco eruptivo las cercanías de la Caldera de Guayabo, lo anterior evidencia un vulcanismo constante y altamente

explosivo durante el Mioceno tardío- Figura 9. Rosa de buzamientos de la Plioceno que corresponde con la edad zona de estudio. de la Fm. Bagaces, posteriormente se

produce un levantamiento de la HISTORIA GEOLÓGICA plataforma de ignimbritas de Santa

Rosa proveniente de un esfuerzo con La base de la secuencia estratigráfica dirección NE-SW que genera un de la Fm. Bagaces corresponde con las escarpe muy notable en la zona SE del dacitas del Flujo Carbonal el cual área de estudio, el cual mantiene una consiste de una dacita negra que se dirección N-S y afecta de manera emplaza durante el Mioceno Tardío, directa la estratigrafía presente en el estas tienen una amplia distribución y área mediante la generación de fallas extensión a lo largo de la región de normales con direcciones NE-SW, estos Guanacaste, reportándose afloramientos hacen aflorar las litologías basales del desde la zona de La Cruz cerca de la área correspondientes con el Miembro frontera con Nicaragua hasta la zona de Bagaces Intermedio al mismo nivel que Bagaces y Cañas, tal unidad es la más las litologías superiores de Río constante dentro de esta formación dada Colorado, posteriormente luego de un su extensión. Sobreyaciendo de manera periodo de calma de 1,54 Ma. se discontinua se encuentra el Miembro depositaron los flujos de la Fm Liberia, Bagaces Intermedio, estas rocas se los cuales fueron expulsados de un componen de paquetes de areniscas de flanco del volcán Rincón de la Vieja y origen fluvial intercalados con paquetes se extendieron hasta las cercanías del tobáceos los cuales se localizan más área de estudio en el cauce del río hacia la base de las secciones Tempisquito donde la toba del Miembro observadas y descritas en el campo; Salitral recubre la Unidad Río Colorado tales secuencias volcaniclásticas hacia el NE.

los rasgos topográficos que evidencian un fallamiento normal en el área DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES producto de los esfuerzos regionales direccionados NE-SW e La secuencia ignimbrítica en la intrínsecamente relacionados con la región da indicios de una fuerte Falla Los Ahogados, la cual es paralela actividad volcánica del tipo pliniano, al eje de deformación y mantiene durante el Plioceno y parte del componentes normales y dextrales los Pleistoceno que dio origen a la Fm. que evidencian la influencia de los Bagaces y la meseta de ignimbritas de esfuerzos regionales. Santa Rosa donde no se observan paleosuelos o evidencias mayores de AGRADECIMIENTOS erosión entre unidades, si no que se da un deposito casi continuo de las A la bióloga Maria Marta Chavarria mismas. y al geólogo Pablo Herrera por la ayuda Facies arenosas y tobaceas del brindada durante el trabajo de campo. miembro Intermedio de la Fm. Bagaces A las cocineras y demás personal de evidencian una subsidencia de la cuenca la Estación Forestal Experimental y un ambiente lacustre de laguna Horizontes por su hospitalidad y causado por el represamiento de excelente trato. antiguos drenajes en la paleocuenca del Y en especial al profesor Percy tempisque, evidencia de esto también Denyer por guiarnos durante todo el corresponde con niveles de diatomitas trabajo siempre de una manera atenta y descritas por otros autores anteriores. por compartir su conocimiento con Además se observa un enriquecimiento nosotros. en clastos tobáceos que indica actividad volcánica y erosión de los depósitos REFERENCIAS durante el periodo de subsidencia. El miembro intermedio de la Alvarado, G.E. & Gans, P., 2012: Formación Bagaces no aflora en gran Síntesis geocronológica espesor dado que se supone un ambiente del magmatismo, de laguna continental y se supone un metamorfismo y metalogenia de acuñamiento hacia el norte de la Costa Rica, América Central.- secuencia, evidencia de esto, es que se Rev. Geól. América encuentran afloramientos que denotan Central, 46:7-122. poco espesor, que afloran únicamente DAVID, A., 2005: The Bagaces por fallamiento localizado en el N y Formation in the Guanacaste centro del área de estudio. Province, Costa Rica; Refined El control estructural de la región stratigraphy and petrology. - 200 evidencia un eje de esfuerzos y págs. Universidad de Kiel, deformación que produce un sinforma Alemania. [Diploma] al E del área de estudio con una Bohnenberger, O.H., 1968: Un dirección aproximada N-S, este se reconocimiento fotogeológico en encuentra relacionado fuertemente con Guanacaste.- 26 págs. Informe

Interno Naciones Unidas, San José Costa Rica. CHIESA, S., CIVELLI, G., GILLOT, P.Y., MORA, O. & ALVARADO, G.E., 1992: Rocas piroclásticas asociadas con la formación de la Caldera Guayabo, cordillera de Guanacaste, Costa Rica.- Rev. Geól. América Central, 14:59-75. DENGO, G., 1962: Estudio geológico de la región de Guanacaste, Costa Rica.- 112 págs. IGN, San José, Costa Rica. GILLOT, P.Y., CHIESA, S. & ALVARADO, G.E., 1994: Chronostratigraphy of Upper Miocene-Quaternary Volcanism in Northern Costa Rica.- Rev. Geól. América Central, 17:45-53. GÓMEZ, M., 2002: Geologia integral de Alto roble y alrededores, provincia de Guanacaste, Costa Rica.- 91 págs. Univ. De Costa Rica, San José [Inf. Campaña Geól.]. Kempter, K., 1997: Geologic evolution of the Rincon de la Vieja volcanic complex, NW Costa Rica. – 192 pags. Univ. Austin, Texas [Tesis PhD]. VÁSQUEZ, M., 2002: Geología de la Península de Papagayo, Guanacaste, Costa Rica.- 77 págs. Univ. De Costa Rica, San José [Inf. Campaña Geól.]

Apéndice I

Muestra: G1-04-1

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 305278 N / 365664 E, (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción realizada por: Carlos Chamorro

Descripción microscópica

Textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasa fracturados levemente alterados, fiammes de obsidiana en una matriz ignimbrítica.

Composición mineralógica

enocristales (56%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos hasta xenomórficos, algunos se presentan fracturados e incompletos con tamaños entre los 1,3 x 0,4 y 0,5 x 0,4 mm, algunos presentan zonaciones, aunque no son tan frecuentes. Se encuentran en un 10% del volumen de la muestra.

Fiammes: alargados, con dimensiones entre 2 x 0,4 mm y 5,2 x 1,1 mm, presentan poca alteración, coloraciones negras y tonos café debidos a poca alteración. Se presentan en un porcentaje aproximado de 13%.

Vesículas: presentan formas redondeadas y se confunden con ausencias de cristales fracturados y fantasmas de plagioclasas. Se presentan en alrededor de un 31% del volumen de la muestra.

Líticos: con tamaños entre los 1,5 x 1 mm y 1,7 x 0,5 mm de composición andesítica, bastante alterados y con presencia de óxidos de hierro. Se presentan en aproximadamente un 1%.

Matriz (69%):

Textura ignimbrítica, sin orientación particular de cristales, presenta microlitos de plagioclasa, opacos y vidrio en un porcentaje no estimado dado el tamaño de los cristales.

Minerales accesorios: no se observan minerales accesorios.

Minerales de alteración: se encuentran minerales de alteración como sericita afectando plagioclasas y óxidos de hierro alterando los líticos andesíticos.

Nombre de la roca: Ignimbrita vesicular con fiammes.

Muestra: G1-04-2

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 305278 N / 365664 E, (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción realizada por: Raysie Miller Hernández

Nombre de la roca: Ignimribita

Descripción microscópica

Textura hipocristalina levemente porfirítica con fenocristales fracturados de plagioclasa y magnetita en una matriz ignimbrítica.

Composición mineralógica

Fenocristales (61%)

Plagioclasa: hipidiomórfica 2 mm x 3 mm, muy pocos están maclados, con inclusiones de minerales opacos (magnetita). Aproximadamente el 5% del volumen total de la roca.

Fiammes: alargados, 5 mm x 10 mm, con cristalitos de plagioclasa y minerales opacos (magnetita), Aproximadamente un 5 % del volumen total de la roca.

Vesículas: xenomórficas, con un diámetro 1,5 mm. Aproximadamente un 5% volumen total de la roca.

Huecos: se encuentra en un 5% del volumen de lo roca.

Minerales opacos: xenomórficos a hipidiomórficos, con tamaños de 3 mm x 5 mm, magnetita. Aproximadamente un volumen total de la roca.

Minerales de alteración: arcillas en la plagioclasa, óxidos de hierro.

Minerales accesorios: apatito. Aproximadamente un volumen 1% total de la roca.

Matriz (80%)

Textura ignimbrítica con vidrio color gris oscuro (70%) y algunos cristalitos de plagioclasa (5%) y opacos (5%), también se observan figuras de aplastamiento en la matriz.

Nombre de la roca: Vitrófiro.

Muestra: G1-04-3

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 305278 N / 365664 E, (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción microscópica

Textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasa fracturados levemente alterados, fiammes de obsidiana en una matriz ignimbrítica.

Composición mineralógica

Fenocristales (51%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos hasta xenomórficos, algunos se presentan fracturados e incompletos con tamaños entre los 1 mm x 2 mm, se observan algunas zonaciones. Se encuentran en un 10% del volumen de la muestra.

Fiammes: alargados, con dimensiones entre 2 mm x 4m m, se observan mediamente alterados, con coloraciones negras y tonos café. Se presentan en un porcentaje aproximado de 34%.

Vesículas: presentan formas redondeadas y se pueden confundir con cristales ausentes; sus tamaños varían entre los 1 mm x 3 mm. Se presentan en alrededor de un 6% del volumen de la muestra.

Líticos: con tamaños entre los 3 mm x 5 mm, de composición andesítica, bastante alterados y con presencia de óxidos de hierro, además se pueden confundir con la matriz o estar cubiertos por fiammes de obsidiana dado el corte de la sección. Se presentan en aproximadamente un 1%.

Magnetita: cristales xenomórficos, con tamaños entre los 1 mm x 4 mm, se presentan en aproximadamente un 1% del volumen de la muestra.

Matriz (49%)

Textura ignimbrítica, sin orientación particular de cristales, presenta microlitos de plagioclasa, opacos y vidrio en un porcentaje no estimado dado el tamaño de los cristales.

Minerales accesorios: no se observan minerales accesorios.

Minerales de alteración: se encuentran minerales de alteración como sericita afectando plagioclasas y óxidos de hierro alterando los líticos andesíticos.

Nombre de la roca: Ignimbrita vesícular con fiammes.

Muestra: G1-08-A

Descripción microscópica

Textura hipocristalina porfirítica de color café claro poco vesicular con fenocristales de plagioclasa y estructuras de aplastamiento en una matriz ignimbrítica rica en vidrio y con fracturas concoidales.

Composición mineralógica:

Fenocristales (18%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos y xenomórficos se encuentran fracturados e incompletos con tamaños entre los 1 mm x 2 mm. Se encuentran en un 11% del volumen de la muestra.

Fiammes: alargados, con dimensiones entre 1,5 mm x 1,8 mm, presentan poca alteración aunque denotan coloraciones negras y tonos café. Se presentan en un porcentaje aproximado de 5%.

Magnetita: se observan cristales xenomórficos con dimensiones entre los 0,5 mm x 0,8 mm, presentes en alrededor de un 2%.

Matriz (82%)

Textura ignimbrítica semiperlítica, sin orientación particular de cristales, presenta microlitos de plagioclasa, opacos y vidrio en un porcentaje no estimado dado el tamaño de los cristales.

Minerales accesorios: Se observan algunos trozos de vidrio negro producto de una posible recristalización de la matriz debido al alto contenido de vidrio en la misma. Además se observan cristales de augita de manera muy aislada, xenomórficas y poco o nulamente alteradas.

Minerales de alteración: Se encuentran minerales de alteración como sericita afectando.

Nombre de la roca: Ignimbrita vítrea con fiammes.

Muestra: G2-12

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 362258W 304591N

Descripción realizada por: Johan Sequeira

Descripción microscópica

Textura vitroclástica porfirítica con fenocristales de augita y microlitos de plagioclasa, en una matriz piroclástica color gris-rojiza.

Composición mineralógica

Fenocristales (13%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos y fantasmas presentes dentro de los fíammes, con tamaño máximo de 1 mm x 2 mm. Presentan maclado polisintético. Aproximadamente 5 % del volumen total de la roca.

Augita: cristales hipidiomórficos y fantasmas, con tamaño máximo de 2 mm de diámetro. Aproximadamente 5 % del volumen total de la roca.

Opacos: xenomórficos, con tamaño máximo de 0,5 mm de diámetro. Aproximadamente 3% del volumen total de la roca.

Líticos (35%)

Inclusiones: líticos indiferenciados, aproximadamente 5% del volumen total de la roca.

Fíammes: Se observan de obsidiana, aproximadamente el 10% de hasta 0,9 x 0,3 cm. También se observan pómez deformados de hasta 0,5 cm x 2 cm representando un 20 % del volumen total de la roca.

Matriz (52 %)

Textura piroclástica color gris-rojiza con microlitos de plagioclasas.

Minerales de alteración: Óxidos de hierro (Hematita), diseminados en la matriz.

Nombre de la roca: Ignimbrita lítica con augita y plagioclasa.

Muestra: G2-07

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 362801W 304316N

Descripción realizada por: Nathalie Chavarría

Descripción microscópica

Textura hipocristalina porfirítica seriada con fenocristales de plagioclasa y augita en una matriz vesicular de grano muy fino.

Fenocristales (87%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos tamaño máximo de 1, 2 mm x 0,24 mm. Presenta arcillitización y los cristales se encuentran en su mayoría corroídos. Aproximadamente un 7% del volumen total de la roca.

Augita titanífera, cristales hipidiomórficos con tamaños máximo de 1, 3 mm x 0,8 mm. Presenta inclusiones de minerales opacos y plagioclasa. El borde se observa corroído. Aproximadamente un 3% del volumen total de la roca.

Hornblenda verde, cristales hipidiomórficos con diámetros de hasta 2,8 mm. Se encuentran alterados a óxidos de hierro. Aproximadamente un 1% del volumen total de la roca.

Pómez: Fragmentos de pómez con tamaños de hasta 12 mm x 8 mm. Aproximadamente un 15 % del volumen total de la roca.

Líticos: Colores café sin identificar, redondeados con tamaños promedios de 0.8mm de diámetro, en aproximadamente un 7 % del volumen total de la roca.

Minerales opacos: Magnetita hipidiomórfica a idiomórfica con tamaño promedio de 0,04 mm, en aproximadamente un 1 % del porcentaje total de la roca.

Vesículas: Tamaño promedio de 0,3 mm. Aproximadamente en un 50% del volumen total de la roca.

Matriz (13%)

Matriz con textura piroclásitica vesicular, compuesta por arcilla de alteración, y microlitos de plagioclasa.

Nombre de la roca: Ignimbrita escorácea.

Muestra: G2-08

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 362756W 304313N

Descripción realizada por: David Escobedo

Descripción microscópica

Textura: matriz hipocristalina vesicular muy arcillitizada, con fenocristales de augita y plagioclasa.

Composición Mineralógica

Fenocristales (13%)

Plagioclasa: con cristales hipidiomórficos y también se presentan dentro de los fíammes, con tamaño máximo de 1mm x 2 mm . Presentan maclas polisintéticas y de Carslbad. Aproximadamente el 12% del volumen total de la roca.

Augita: cristales hipidiomórficos y fantasmas, con tamaño máximo de 1 mm de diámetro. Aproximadamente el 3% del volumen total de la roca.

Opacos: cristales xenomórficos, con tamaño máximo de 0,5 mm de diámetro. Aproximadamente el 4% del volumen total de la roca.

Líticos: Algunos se muestran aplastados, otros más bien redondeados. De color negro a café. Con tamaños máximos de hasta 1,5 mm. Aproximadamente el 17% del volumen total de la roca.

Pómez: con color café claro. Presentan diámetros máximos de hasta 1,5 mm. Aproximadamente el 16% del volumen total de la roca.

Matriz (56 %)

Matriz hipocristalina vesicular con microlitos de plagioclasa muy arcillitizada. Con vesículas (35%) de máximo 0,4 mm de diámetro.

Minerales de alteración: óxidos de hierro (hematita) y arcillas.

Nombre de la roca: Ignimbrita lítica con pómez, augita y plagioclasa.

Muestra: G2-04

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 362892W 304262N

Descripción realizada por: Luis Alonso Salas

Descripción microscópica

Textura microlítica, de grano subredondeado, clasto soportado, bien seleccionada, de plagioclasa, pómez y augita. No presenta fósiles de ningún tipo. No es visible algún tipo de cemento. No presenta cuarzo. No se observan estructuras sedimentarias.

Plagioclasa: cristales xenomórficos, de tamaño promedio de 0,2 mm, levemente arcillitizada. Aproximadamente el 70% del volumen total de lo roca.

Pómez: Fragmentos xenomórficos, con tamaño máximo de 0,4 mm, arcillitizados. Aproximadamente el 5% del volumen total de lo roca.

Augita: hipidiomórfica, muy alterada a óxidos de hierro principalmente en los bordes, tamaño máximo de 0,3 mm. Aproximadamente el 20% del volumen total de lo roca.

Minerales opacos: xenomórficos, naranja rojizos, con tamaño máximo de 0,2 mm. Aproximadamente el 5% del volumen total de lo roca.

Nombre de la roca: arenisca volcanoclástica de grano medio de plagioclasa, augita y pómez.

Muestra: G2-02

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 363024W 304000N

Descripción realizada por: Luis Alonso Salas

Descripción microscópica

Textura: vitrofírica muy alterada con fenocristales muy alterados apenas reconocibles de plagioclasa, augita y pómez.

Fenocristales (80%)

Plagioclasa: xenomórfica, sana, de tamaño máximo promedio de 0,4 mm. Aproximadamente el 50% del volumen total de lo roca.

Augita: xenomórfica, muy alterada. Inclusive hay algunos fantasmas del mineral rellenos de arcilla y óxidos de hierro y otros cristales solo presentan alteración en su borde externo, con un tamaño promedio de 0,3 mm. Aproximadamente el 20% del volumen total de lo roca.

Pómez: con color café oscuro, totalmente arcillitizado, con tamaño de grano promedio de 0,2 mm. Su alteración puede confundirse con material de la matriz fácilmente. Aproximadamente el 5% del volumen total de lo roca.

Minerales opacos: óxido de hierro y magnetita xenomórfica, tamaño máximo de 0,2 mm. Aproximadamente el 5% del volumen total de lo roca.

Matriz (20 %)

Vitrofírica muy alterada a arcillas.

Nombre de la roca: toba con plagioclasa, augita y pómez.

Muestra: G3-15a (Poza salada)

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 367 569 N/ 298079

Descripción microscópica

Textura: Vitroclástica porfirítica con fenocristales de plagioclasa, hipersteno y augita, en una matriz vitroclástica perlítica eutaxítica color café-anaranjado.

Composición mineralógica

Fenocristales (38%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 2,7 x 2 mm. Algunas presentan zonación continua y están fracturadas. Representa el 23% del volumen total de la roca.

Hipersteno: cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 1,82 x 0,25 mm. Representa el 5% del volumen total de la roca.

Augita: aproximadamente 4 %, cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 1,25 x 0,25 mm. Presentan inclusiones de minerales opacos y plagioclasa. Localmente se encuentran macladas y en agregados glomeroporfiríticos. Representa el 4% del volumen total de la roca

Opacos: aproximadamente 1 %, xenomórficos, con tamaño máximo de 0,63 x 0,5 mm.

Inclusiones: aproximadamente 5%, clastos andesíticos (Cumulitos?).

Matriz (62 %)

Vitroclástica color café anaranjado con textura perlítica, compuesta por vidrio en algunos lugares oxidado y con cristalitos dispersos (triquitos, longulitos y globulitos).

Minerales accesorios (<1%): apatito, cristales idiomórficos, en la matriz.

Minerales de alteración: Óxidos de hierro (Hematita), rellenando fracturas y diseminados en la matriz.

Otros rasgos

Se observan cristalitos dispersos en la matriz como globulitos, triquitos y longulitos, así como textura perlítica.

Nombre de la roca: Ignimbrita con plagioclasa e hipersteno.

Muestra: G3-15a

Aspecto general de la roca.

Nicoles paralelos.

Muestra: G3-15a

Aspecto general de la roca.

Nicoles Cruzados.

Muestra: G3-15b

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 367 569 N/ 298079E

Descripción microscópica

Textura: Vitroclástica porfirítica con fenocristales de plagioclasa y augita, en una matriz vitroclástica eutaxítica color gris claro.

Composición mineralógica

Fenocristales (29%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 2,5 x 0,63 mm. Algunas presentan zonación continua y están fracturadas. Representa el 12% del volumen total de la roca.

Augita: cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 1 x 0,5 mm. Representa el 3% del volumen total de la roca.

Opacos: xenomórficos, con diámetro máximo de 0,30 mm. Representa el 1% del volumen total de la roca.

Inclusiones: clastos (Cumulitos?). Representa el 8% del volumen total de la roca.

Vesículas: aproximadamente 5%.

Matriz (71%)

Vitroclástica color gris claro, con fiammes y compuesta por vidrio aplastado. Presenta una marcada textura eutaxítica y abundantes cristalitos en la matriz (triquitos y longulitos).

Minerales accesorios (<1%): apatito, cristales idiomórficos, en la matriz.

Otros rasgos

Se observan cristalitos dispersos en la matriz como globulitos, triquitos y longulitos, así como estructuras de aplastamiento y la textura eutaxítica marcada y textura perlítica.

Nombre de la roca: Ignimbrita con plagioclasa

Muestra: G3-15b

Aspecto general de la roca.

Nicoles paralelos.

Muestra: G3-15b

Aspecto general de la roca.

Nicoles cruzados.

Muestra: G3-20

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 367 651 N/ 298244E

Descripción microscópica

Textura: Vitroclástica porfirítica con fenocristales de plagioclasa y augita, en una matriz vitroclástica eutaxítica color café oscuro a negro.

Composición mineralógica

Fenocristales (38%)

Plagioclasa: aproximadamente 16 %, cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 2,12 x 0,37 mm. Algunas presentan zonación continua.

Augita: aproximadamente 5 %, cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 1,3 x 0,5 mm. Localmente se encuentran macladas.

Opacos (magnetita): aproximadamente 2%, xenomórficos, con tamaño máximo de 1,25 x 0,5 mm.

Inclusiones: aproximadamente 1%, clastos de grano muy fino (andesíticos?).

Matriz (62 %)

Vitroclástica color de café oscuro a negro, compuesta por vidrio, en algunos lugares oxidado y con cristalitos dispersos (triquitos, longulitos y globulitos), posee una marcada textura eutaxítica y fiammes.

Minerales accesorios (<1%): apatito, cristales idiomórficos, en la matriz.

Minerales de alteración: se observan algunos óxidos de hierro en la matriz.

Nombre de la roca: Ignimbrita con plagioclasa y augita.

Muestra: G3-20

Aspecto general de la roca.

Nicoles paralelos.

Muestra: G3-20

Aspecto general de la roca.

Nicoles cruzados.

Muestra: G3-23

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Descripción microscópica

Textura vitroclástica porfirítica con fenocristales de plagioclasa y augita, en una matriz vitroclástica color café oscuro a negra.

Composición mineralógica

Fenocristales (25%)

Plagioclasa: cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 3,75 x 1 mm. Algunas presentan zonación continua. Representa el 8%, del volumen total de la roca.

Opacos: xenomórficos, con diámetro máximo de 0,75 mm. Representa el 2%, del volumen total de la roca.

Inclusiones: clastos andesíticos, con fenocristales de augita y textura pilotaxítica. Representa el 15%, del volumen total de la roca.

Matriz (62 %)

Vitroclástica de color café oscuro a negro, compuesta por vidrio muy alterado con abundantes opacos en la matriz.

Minerales accesorios: no se observan.

Minerales de alteración: Óxidos de hierro, en la matriz.

Otros rasgos

Sección muy meteorizada, en algunas partes se observa una ligera textura eutaxítica.

Nombre de la roca: Ignimbrita con plagioclasa.

Muestra: G3-23

Aspecto general de la roca.

Nicoles paralelos.

Muestra: G3-23

Aspecto general de la roca.

Nicoles cruzados.

Muestra: G3-28

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 365413 E 299 585 N

Descripción microscópica

Textura: Textura vitroclástica porfirítica con fenocristales de plagioclasa y biotita en una matriz vitrofírica color café.

Composición mineralógica

Fenocristales (40%)

Plagioclasa: Cristales hipidiomórficos con un tamaño variable cuyo máximo es de 2.9 x 04 mm, algunos cristales presentan maclado tipo Karlsbed y polisintético, aproximadamente un 14 %.

Inclusiones: Clastos subredondeados a redondeados de composición en apariencia andesítica, aproximadamente un 19 %.

Biotita: Cristales hipidiomórficos con un tamaño máximo de 1,8 x 0,6 mm, aproximadamente un 4 %.

Opacos: Aproximadamente un 3 %, cristales xenomórficos con un diámetro máximo de 0,8 mm.

Matriz (60%)

Textura vitrofírica color café compuesta por microlitos de plagioclasa, biotita y augita.

Minerales accesorios: Augita.

Nombre de la roca: Ignimbrita con plagioclasa

Muestra: G4-02

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 302 205 N / 361 897 E, (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción realizada por: José Daniel Caravaca Orozco

Descripción macroscópica

Roca con textura afanítica porfirítica con líticos de color negro, sub-redondeados y con un tamaño máximo de diámetro de 1,5 cm y corresponde a un 15% del volumen total de la roca; se presentan pómez colapsadas con un tamaño máximo de 2,0 x 0,4 cm y representando un 3% del volumen total de la roca; fiammes de vidrio representando un 5% del volumen de la roca y con un tamaño máximo de 1,5 x 5 cm y un tamaño promedio de 1,0 cm x 3,5 cm.

La matriz es color gris oscuro, con una pátina de meteorización color café claro que en algunos partes se torna más clara, posiblemente la pátina se deba a una alteración a arcillas. Representa un 77% de la roca.

Nombre de la roca: Ignimbrita soldada con líticos y fiammes.

Descripción microscópica Roca con textura hipocristalina porfiritica con fenocristales de plagioclasas, líticos y pómez aplastadas en una matriz piroclástica.

Composición mineralógica

Fenocristales 50%

Plagioclasa: Cristales hipidiomórficos ligeramente xenomórficos, transparentes, algunos fragmentados y la mayoría con maclas sencillas. El tamaño máximo promedio es de 1,75 mm x 0,5 mm y el mínimo de 0,3 mm x 0,57 mm. Representa el 10% del volumen total de la roca.

Líticos: Se presentan de forma hipidiomórfica, en su mayoría de origen volcánico con cristales de plagioclasa y opacos en una matriz oscura. El tamaño máximo promedio corresponde a 3,75 mm x 0,31 mm y el mínimo promedio a 0,45 mm x 0,87 mm. También se reconocen líticos de composición tobácea subredondeados con diámetro de 1,65 mm. Representa un porcentaje de 25% del volumen total de la roca.

Pómez: Se observa de forma xenomórfica ligeramente hipidiomórfica con un tamaño máximo de 3,0 mm x 1,4 mm y un mínimo de 0,23 mm x 0,38 mm. Colapsadas y con un porcentaje de 15% del volumen total de la roca.

Matriz 40% Textura piroclástica con vidrio color gris y algunos cristalitos de plagioclasa y opacos, también se observan figuras de aplastamiento en la matriz.

Nombre de la roca: Ignimbrita lítica con pómez.

Muestra: G4-12

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de conservación Guanacaste.

Coordenadas: 304 847 N/ 364 016 E (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción realizada por: Todos los miembros del grupo

Descripción macroscópica

La roca corresponde a arenisca media a gruesa con pómez, líticos, plagioclasa, toda la roca se presenta de color café claro. Tiene laminaciones de 1,5 mm plano-paralelas, los clastos son sub-redondeados de 1 a 2 mm de diámetro, contacto puntual, bien seleccionado. Las laminaciones se presentan de color negro y color claro; la facies negra es de arena fina café con pómez y líticos, mientras que la facies blanca es de ceniza fina a media con clastos negros milimétricos subredondeados y tabulares.

Descripción microscópica

Textura Fábrica Tipo de contacto: se encontraron en su mayoría contactos libres y planos

Grado de empaquetamiento: regular, en algunas partes los granos se muestran orientados paralelamente mientras que en otras partes no.

Matriz: hay presencia de matriz en un 40%

Cemento: Silíceo

Porosidad: de regular a buena.

Tamaño del grano Se observa que el tamaño de grano promedio en su mayoría se encuentra entre 0,175 mm y los 0,310 mm, lo que indica que el grano es fino.

Angularidad En general en la sección los granos presentan de forma angulosa hasta sub-angulosa con baja esfericidad.

Madurez textural

La presencia de arcilla es mayor al 5%, la selección de la roca moderada, por lo que se concluye que la muestra es una arena inmadurada.

Mineralogía

Minerales terrígenos

Plagioclasas: cristales hipidiomórficos ligeramente xenomórficos con un tamaño máximo promedio de 0,375 mm x 0,30 mm y un tamaño mínimo promedio de 0,125 mm x 0,15 mm. La mayoría de los cristales se presentan límpidos y representan un 25% del total de la roca.

Fragmentos de roca (líticos): se presentan de origen volcánico y sedimentario; los volcánicos son de color gris oscuro con un tamaño máximo promedio de 0,485 mm x 0,250 mm y un mínimo promedio de 0,225 mm x 0,15 mm; los sedimentarios se observan de color café oscuro sub-angulares y con un tamaño promedio de 0,325 mm x 0,15 mm. Representan un 35% del volumen total de la roca.

La muestra no presenta aloquímicos y con respecto a los constituyentes ortoquímicos, se concluye que el cemento es silíceo.

Porosidad y permeabilidad

Debido a que la permeabilidad depende del empaquetamiento, y en la muestra en empaquetamiento es regular, la roca es por lo tanto medianamente permeable.

Nomenclatura

El nombre de la roca corresponde a una arenisca lítica, debido a que el contenido de líticos es igual al 25% del total de los granos, sin embargo, como el contenido de matriz es mayor al 15% se clasifica como una wacka, por lo tanto el nombre correcto de la roca es: wackalítica.

Muestra: G4-13

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de conservación Guanacaste.

Coordenadas: 304 827 N/ 363 836 E (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción realizada por: Ariel Sedó Álvarez

Descripción macroscópica

Roca con textura afanítica porfirítica con algunos fenocristales de plagioclasa los cuales a su vez se encuentran alterados a arcillas, las dimensiones van desde los 1,35 cm hasta los 0,12 cm y representan un 20% del volumen total de la roca; se presentan pómez principalmente colapsadas con un tamaño promedio de 1,5 cm de largo y representando un 5% en el volumen total de la roca; por último hay presencia de líticos sub-redondeados de color gris oscuro con un tamaño máximo de 1,2 cm y un mínimo de 0,35 y corresponden al 10% del total de la roca.

La matriz es de grano fino color gris ligeramente violáceo, no presenta pátina de meteorización.

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos y pómez poco soldada.

Descripción microscópica Textura hipocristalina, porfirítica a glomeroporfirítica con fenocristales de plagioclasa, líticos y pómez en una matriz vitroclástica.

Composición mineralógica

Fenocristales 33%

Plagioclasa: Hay plagioclasa de dimensiones máximas 1,5 x 0,75 mm en un porcentaje de 10% como fenocristales. También hay microlitos de plagioclasa en la matriz.

Líticos: Se presentan con un diámetro promedio de 0,5 mm y en aproximadamente un 3% del volumen total de la roca.

Pómez: Se encuentra pómez de gran tamaño, hasta 2 cm de diámetro, se caracteriza por su alta porosidad, su abundancia es de 20%

Matriz 67%

Matriz presenta microlitos de plagioclasa y líticos. Se observan shards y estructuras fluidales.

No presenta importante alteración.

Nombre de la roca: Ignimbrita con pómez y líticos.

Muestra: G4-22

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de conservación Guanacaste.

Coordenadas: 304 685 N / 362 627 E (Hoja Ahogados, IGN).

Descripción realizada por: José Daniel Caravaca Orozco

Descripción macroscópica

Roca con textura afanítica porfirítica con fenocristales de plagioclasa con un tamaño máximo de 6 mm y en un 15% del volumen de la roca, pómez en un 10%, algunas colapsadas y con un tamaño máximo de 1,5 cm, líticos color negro con un tamaño promedio de 3mm y representando un 3% del volumen de la roca.

La matriz es de grano fino color gris-negro, corresponde a un 70% del volumen de la roca. Presenta una ligera pátina de meteorización color gris-café.

Nombre de la roca: Ignimbrita con pómez medianamente soldada.

Descripción microscópica Roca con textura hipocristalina porfiritica con fenocristales de plagioclasas y pómez en una matriz vitroclástica.

Composición mineralógica:

Fenocristales 53%

Plagioclasa: Cristales mayoritariamente hipidiomórficos, con maclas sencillas y maclas de Karlsbeck, corroídos y algunos fragmentados. El tamaño máximo promedio es de 4,13 mm x 2,3 mm y el mínimo de 0,75 mm x 0,37 mm. Presentan una pequeña alteración a arcillas. Representan el 15% del volumen total de la roca.

Líticos: Se presentan de forma hipidiomórfica ligeramente xenomórfica de origen volcánico debido a la presencia de microlitos de plagioclasa, opacos y piroxenos. El tamaño máximo promedio corresponde a 3,62 mm x 2,38 mm y el mínimo promedio a 0,88 mm x 0,63 mm. Representa un 10% del volumen total de la roca.

Pómez: Se muestran colapsadas, con forma hipidiomórfica ligeramente xenomórfica, con un tamaño máximo de 5,63 mm x 0,75 mm y un mínimo de 2,25 mm x 0,50 mm. Corresponden a un 15% del volumen total de la roca.

Fiammes: No son comunes en la sección pero se muestra un fiame de vidrio poroso con dimensiones de 2,3 cm de largo y 0,5 cm de ancho, y representa un 10% del volumen total de la roca.

Hornblenda Parda: Cristales ligeramente xenomórficos, corroídos, en un 3% del volumen de la roca, con dimensiones promedio de 1,05 mm x 0,46 mm.

Matriz 47% Textura vitroclástica color gris- café con microlitos de plagioclasas, vesículas y opacos, también se observan figuras de aplastamiento.

Nombre de la roca: Ignimbrita con pómez y líticos.

Muestra: G4-26

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: 298 279 N / 361 347 E (Hoja Ahogados, IGN).

Descripción realizada por: Carolina Suárez Matarrita.

Descripción macroscópica

Roca color gris con textura fanerítica porfirítica con líticos y fiammes en una matriz violácea. Los líticos tienen un tamaño hasta de 2,5 cm de diámetro en un 15%, fragmentos de pómez en un 3%, fiammes de vidrio con dimensiones hasta 10x1,5 cm además de fiames largos y delgados como hilos en un 7%, tiene 1% de plagioclasas y 74% de matriz violácea.

Nombre de la roca: Ignimbrita con fiames y líticos soldada

Descripción microscópica Roca con textura hipocristalina porfiritica, con fenocristales principalmente plagioclasa y líticos.

Composición mineralógica

Fenocristales (15%)

Plagioclasa: cristales xenomórficos, con tamaños desde 0,075 mm a 1,37 mm, no hay zonación, hay fantasmas de plagioclasa, subangulares. Representa un 7% del volumen total de la roca.

Líticos: subredondeados andesíticos y fantasmas, algunos oxidados y presentan contacto por matriz. Representa un 5 % del volumen de la roca.

Además se observan figuras de aplastamiento, shards, fiammes de pómez levemente oxidados.

Matriz (85%) Textura piroclástica con líticos, plagioclasas y shards

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos andesíticos poco meteorizados.

Muestra: G4-29

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste

Coordenadas: 299 585 N / 361 434 E (Hoja Ahogados, IGN).

Descripción realizada por: José Daniel Vargas Bolaños

Descripción macroscópica

Roca con textura afanítica porfirítica ligeramente afírica con fenocristales de plagioclasa con tamaños que van desde los 5mm x 2mm hasta los 3mm x 1,5mm, representan el 15% del volumen de la roca; líticos con tamaño promedio de 6mm x 2 mm y corresponden al 10% del volumen de la roca.

La matriz es de grano fino y de color morado, no hay presencia de pátina de meteorización, sin embargo hay tonalidades blancas, posiblemente por alteración de las plagioclasas.

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos poco soldada.

Descripción microscópica

Roca con textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasa, líticos y opacos en una matriz con textura piroclástica.

Composición mineralógica

Fenocristales (56 %)

Plagioclasa: Cristales hipidiomórficos con tamaños mínimos de 1,8 x 0,71 mm y máximos de 2,35 x 0,47 mm, algunos se presentan corroídos y otros casos hay fragmentación. Representan un 35 % del volumen total de la roca. Líticos: se presentan de forma subangular, con un tamaño máximo promedio de 3,1 x 1,6 mm, y un mínimo promedio de 1,01 x 0,71 mm. Representan el 15 % del volumen total de la roca.

Opacos: Cristales hipidiomórficos con un diámetro promedio de 0,53 mm y representando un 5% del volumen total de la roca.

Fiammes: con tamaños promedios de 1,76 x 0,47 mm y representando un 1% del volumen total de la roca.

Matriz (44 %) Textura piroclástica, con cristales de plagioclasa y líticos.

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos.

Muestra: G4-30

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Coordenadas: (Hoja Ahogados, IGN)

Descripción realizada por: Carolina Suárez Matarrita.

Descripción macroscópica

Roca color con textura fanerítica porfirítica, medianamente meteorizada y pobremente seleccionada. Presenta líticos en un 5% algunos andesíticos y otros indiferenciados.

Descripción microscópica Textura hipocristalina porfirítica, con un 10% de fenocristales de plagioclasa y fantasmas además de líticos andesíticos.

Composición mineralógica

Fenocristales (10%)

Plagioclasa: cristales hipidomórficos de grano fino, abundantes fantasmas. Representa un 5 % del volumen total de la roca.

Líticos: andesíticos, subredondeados, shards, contacto por matriz, mal seleccionado, algunos oxidados. Un tamaño máximo de 1 cm de diámetro. Existes estructuras de aplastamiento de 1,3 cm de largo. Representan un 5% del volumen total de la roca.

Matriz (90%) Textura ignimbrítica con líticos y microlitos de plagioclasa.

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos.

Muestra: G5-01-A

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Descripción microscópica

Textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasa, augita y hipersteno, con opacos de magnetita, en una matriz vitroclástica, de color café oscuro, presenta vesículas (12,3%) y textura fluidal alrededor de algunos cristales.

Composición mineralógica

Fenocristales (32%)

Plagioclasa: aproximadamente 16,8 %, cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 1,75 x 0,5 mm. Algunas presentan zonación discontinua, maclas polisintéticas y de kasbald, se encuentran fracturadas. Se presentan cumulitos.

Opacos - Magnetita: aproximadamente 1,35 %, xenomórficos, con tamaño máximo de 0,75 mm de diámetro.

Inclusiones- líticos no juveniles: aproximadamente 0,9 %, clastos andesíticos, uno en apariencia sedimentario y otros rojizos oxidados.

Minerales accesorios (<1%):

Hipersteno: aproximadamente 0,3 %, cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 0,5x 0,35 mm.

Augita: aproximadamente 0,57 %, cristales hipidiomórficos, con tamaño máximo de 1,25 x 0,25 mm. Presentan inclusiones de minerales opacos y plagioclasa. Localmente se encuentran macladas y en agregados glomeroporfiríticos.

Minerales de alteración: epidota y óxidos de hierro.

Matriz (68%)

Con textura hialina, de color café rojizo con textura fluidal. No presenta estructuras de colapso.

Nombre de la roca: Ignimbrita con plagioclasa.

G5-01-A: nx 4x: se muestra la acumulación de plagioclasa

G5-01-A: nll 4x: se muestra la textura fluidal

Muestra: G5-12

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Descripción microscópica

Roca con textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasas, líticos y augita en una matriz piroclástica, medianamente soldada.

Composición mineralógica

Fenocristales (38%)

Plagioclasa: Cristales hipidiomórficos, transparentes. El tamaño máximo promedio es de 2,05 mm x 0,9 mm y el mínimo de 0,35 mm x 0,65 mm. Representa el 11% del volumen total de la roca.

Líticos: xenomórficos, de origen volcánico con cristales de plagioclasa y opacos en una matriz oscura. El tamaño máximo promedio corresponde a 4 mm x 2 mm y el mínimo promedio 0,6 mm x 0,92 mm. Representa un porcentaje de 15% del volumen total de la roca.

Pómez: poseen una forma xenomórfica con un tamaño máximo de 3,1 mm x 2 mm y un mínimo de 0,3 mm x 0,2 mm. En un porcentaje de 9% del volumen total de la roca.

Augita: cristales hipidiomórficos. Tamaño máximo de 1,5mm x 1,3 mm y mín de 0,2 mm y 0,18mm. En un 3%.

Opacos: forma xenomórfica. Tamaño 1mm. 2% volumen total de la roca.

Matriz (62%)

Textura piroclástica con vidrio color gris y cristalitos de plagioclasa y opacos.

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos y pómez.

Nicoles paralelos

Nicoles cruzados

Muestra: G5-06

Procedencia: Reserva Forestal Experimental Horizontes, Área de Conservación Guanacaste.

Descripción microscópica

Roca con textura hipocristalina porfirítica con fenocristales de plagioclasas, líticos y vesículas en una matriz piroclástica, poco soldada.

Composición mineralógica

Fenocristales (55%)

Plagioclasa: Cristales hipidiomórficos, transparentes. El tamaño máximo promedio es de 2,1 mm x 1 mm y el mínimo de 0,25 mm x 0,55 mm. Representa el 24% del volumen total de la roca.

Líticos: xenomórficos, de origen volcánico con cristales de plagioclasa y opacos en una matriz oscura. El tamaño máximo promedio corresponde a 3,9 mm x 1,9 mm y el mínimo promedio 0,65 mm x 0,85 mm. Representa un porcentaje de 30% del volumen total de la roca.

Opacos: forma xenomórfica. Tamaño 1,05 mm. 1% volumen total de la roca.

Matriz (60%)

Textura piroclástica con vidrio color gris y cristalitos de plagioclasa y opacos.

Nombre de la roca: Ignimbrita con líticos.

Nicoles paralelos

RECONSTRUCCIÓN GEOCRONOLÓGICA DEL VULCANISMO PRE- CORDILLERA, NOROESTE DE COSTA RICA

GEOCHRONOLOGICAL RECONSTRUCTION OF PRE- CORDILLERA VOLCANISM, NORTHWEST OF COSTA RICA

Daniel C. Orozco*1, Ariel Sedó*1, Carolina Suárez*1, & Daniel Vargas*1

1 Escuela Centroamericana de Geología

, Universidad de Costa Rica

*Autores para contacto: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

RESUMEN: La dinámica del vulcanismo ocurrido entre el Neógeno y el Cuaternario en el noroeste de Costa Rica, provocó el emplazamiento de un basamento ignimbrítico representado por la Formación Bagaces. Numerosos autores se han centrado en la identificación de las unidades y los procesos que generaron estos depósitos. El presente estudio incluye la correlación entre las unidades determinadas en la Estación Experimental Forestal Horizontes, la campaña geológica Papagayo y la campaña geológica Curubandé, con el fin de mostrar una reconstrucción geocronológica de los depósitos pre-cordillera de Guanacaste, iniciados con el depósito del Flujo Carbonal, interpretado como el miembro basal de la Formación Bagaces, sucedido por un conjunto de unidades ignimbríticas intercaladas con depósitos epiclásticos, que culminan con la Unidad de Lavas e Ignimbritas Alcántaro. La Formación Liberia de edad Pleistoceno, está formada por el Miembro Río Liberia en la base de la secuencia, seguido de los miembros Buena Vista, Salitral y la Ese. Palabras clave: Formación Bagaces, Flujo Carbonal, Formación Liberia, Papagayo, Curubandé, Estación Experimental Forestal Horizontes.

ABSTRACT: The dynamics of volcanism happened between the Neogene and Quaternary in northwestern Costa Rica, caused the emplacement of an ignimbrite foundation represented by the Bagaces Formation. Many authors have focused on the identification of units and processes that generated these deposits. The present study includes the correlation between the units identified in the Estación Experimental Forestal Horizontes, the Papagayo and Curubandé geological survey, in order to display a geologic reconstruction of pre-Cordillera de Guanacaste, deposits started to Carbonal Flow, interpreted as the basal member of the Bagaces Formation, succeeded by a set of ignimbrite units intercalated with epiclastic deposits, culminating in Lavas and Ignimbrites Alcántaro Unit. The Liberia Formation Pleistocene age, is formed by the Rio Liberia Member at the base of the sequence, followed by members Buena Vista, Salitral and La Ese. Key words: Bagaces Formation, Carbonal Flow, Liberia Formation, Papagayo, Curubandé, Estación Experimental Forestal Horizontes

INTRODUCCIÓN Fm. Monteverde y finalmente por los

volcanes activos, además de los abanicos El vulcanismo ocurrido durante el ignimbríticos del Pleistoceno Medio Neógeno y Cuaternario en el sector NW Superior. de Costa Rica, evidenciado por las En el presente trabajo se muestran los unidades ignimbríticas aflorantes en la resultados de una reconstrucción zona baja de la actual Cordillera geocronológica del vulcanismo pre- Volcánica de Guanacaste, representa uno cordillera del NW de Costa Rica, de de los episodios eruptivos más importante manera que haya una mejor comprensión en la región. en los procesos volcánicos ocurridos entre Los flujos ignimbríticos de la Formación el Mioceno Superior y el Pleistoceno. Bagaces y la Formación Liberia, han sido identificados y caracterizados por diferentes autores, como es el caso de ANTECEDENTES Gillot et al. (1994), quienes apuntan que La región noroeste de Costa Rica se la zona representada actualmente por puede catalogar como una de las zonas los volcanes de composición con mayor importancia para el estudio de andesítica/dacítica con orientación NW- procesos ígneos de Costa Rica, debido a SE, sobreyace el basamento del Terciario, la presencia de amplios flujos en el cual, las rocas más antiguas piroclásticos y productos volcánicos de expuestas corresponden a ignimbritas y la composiciones diferentes, importantes lavas del Mioceno-Plioceno. para el estudio de la evolución del La existencia del basamento ignimbrítico vulcanismo regional. Este hecho ha en el norte de la Cordillera Volcánica de permitido que diferentes autores hayan Guanacaste fue explicada por Alvarado & identificado y caracterizado unidades Gans (2012), donde se menciona que en presentes en el área; en la figura 1 se el Mioceno Superior existió un cambio presenta un cuadro sinóptico con los abrupto en la orientación del arco aportes que diferentes autores han magmático costarricense, estableciéndose realizado sobre las unidades que afloran hace 8 Ma un paleo-arco representado por en la zona de estudio. las ignimbritas de Bagaces, sucedido por el neo-arco iniciado por las lavas de la

Figura 1. Cuadro sinóptico con la interpretación de diferentes autores sobre la Formación Bagaces y la Formación Liberia

En los estudios realizados en las zonas de mantos de ignimbritas oscuras Papagayo, Curubandé y en la Estación aglutinadas bien soldadas, sobre las que Experimental Forestal Horizontes yacen capas estratificadas y laminadas de (EEFH), se han descrito los depósitos del cenizas, arenas y gravas de origen Neógeno y el Cuaternario de la pre- volcánico. Además sugiere la presencia Cordillera de Guanacaste. Estos depósitos de miembros arenosos que se encuentran han sido descritos con anterioridad por de forma intercalada. En el caso de la Chiesa et. al (1994) quienes describieron Formación Liberia, el autor la divide en 2 que el basamento regional de la subunidades: Liberia Superior 1 y Liberia Cordillera de Guanacaste está constituido Superior 2, que corresponden con por lavas de composición basáltica a ignimbritas claras formadas por dacítica, que subyacen los depósitos de acumulación caótica y ricas en minerales los volcanes actuales. Esta información silicatados, pómez y líticos. fue complementada al estudio ya Otros autores han ahondado en las realizado por Chiesa (1991), donde descripciones sobre los flujos reconoce el flujo de pómez biotítico en el ignimbríticos del norte de Guanacaste, Río Liberia, al cual menciona como por ejemplo Gillot et al. (1994) detallan estrato guía para subdividir los numerosos una secuencia de flujos piroclásticos con flujos piroclásticos de los alrededores de coladas de lava intercaladas, que la Cordillera de Guanacaste, ya que existe constituyen lo que ellos llaman la un cambio en la composición química y Plataforma Ignimbrítica de Santa Rosa mineralógica de las ignimbritas por (Formación Bagaces), sobreyacida por encima y por debajo del flujo biotítico. flujos de pómez en los que se destacan la Las ignimbritas mencionadas son aquellas Formación Liberia y la cual a su vez se que fueron descritas por Dóndoli (1950) encuentra cubierta parcialmente por los con el nombre de toba gris y toba blanca, estratovolcanes del cuaternario. y que luego Dengo (1962) las define Las edades de estas formaciones han sido como la Formación Bagaces y la establecidas por medio de dataciones Formación Liberia. radiométricas y la más reciente fue de Bohnenberger (1968) describió la Alvarado & Gans (2012), quienes indican Formación Bagaces como uno o más que la planicie volcánica de abanicos de

57 ignimbríticos en Guanacaste está geológicas de Curubandé 2001 y de compuesta por la Formación Bagaces con Papagayo 2002, y en relación a la edades que van entre los 8 Ma hasta los 2 columna estratigráfica determinada para Ma; y la Formación Liberia con edades la EEFH, se realizaron correlaciones entre los 1,59 Ma y 0,6 Ma. estratigráficas entre las unidades (fig. 2) con el fin de mostrar la secuencia

estratigráfica que abarque las tres METODOLOGÍA regiones en cuestión. El estudio partió con un trabajo de campo Estratigráficamente las unidades de 5 días en la EEFH, el cual incluyó el identificadas en la campaña geológica de levantamiento geológico, determinación Papagayo representan la serie basal de la de características litológicas y recolección región, siguiendo en la secuencia las de muestras de campo. Para lo cual se unidades establecidas en el presente realizó un mapa de afloramientos escala trabajo para la EEFH, y en el nivel 1: 25000. Además se analizaron superior las que se incluyen en la petrográficamente las muestras de roca y campaña geológica de Curubandé. se recopiló información de antecedentes con el fin de establecer relaciones con las Formación Bagaces unidades geológicas descritas por trabajos En la secuencia determinada por la anteriores. Se correlacionaron las campaña geológica de Papagayo 2002, se columnas estratigráficas realizadas en las define la Unidad Areniscas campañas geológicas de Curubandé, Vulcaniclásticas Cartaga, la cual según Papagayo y el presente trabajo, con el fin Chaves (2002) está caracterizada por de reinterpretar las edades de las unidades sedimentos arenosos de tamaño fino a de acuerdo a las dataciones radiométricas medio, bien consolidados de composición determinadas por Alvarado & Gans silicoclástica con facies lacustres y (2012); pudiendo así generar una columna fluviales, originada por el retrabajo de geocronológica del vulcanismo regional. materiales volcánicos de flujo y caída.

Esta unidad informal se relaciona RESULTADOS composicionalmente con la Unidad Basándose en la comparación de las Bagaces Medio, identificada por el columnas estratigráficas de las campañas

58 apartado geológico de este trabajo para la identificadas para la unidad informal EEFH. Esta unidad informal presenta las Areniscas Vulcaniclásticas Cartaga, la mismas características que fueron cual a su vez, presenta una edad según

Alvarado & Gans (2012) que va de 3,64 a distintivo. Esta unidad es correlacionable los 3,21 Ma, correspondiendo con el con la Unidad Poza Salada definida por Miembro Intermedio o Fluvial de la David (2005) e identificada en el presente Formación Bagaces. estudio en la EEFH como una roca negra La unidad sobreyaciente a las Areniscas con gradación inversa, mal seleccionada Vulcaniclásticas Cartaga, fue definida por con fenocristales de piroxeno Murillo (2002) como la Unidad microscópicamente clasificados como Ignimbrítica Nacascolo, la misma fue hiperstenos, pómez pequeñas y escasas, y identificada en la EEFH. Según Murillo líticos andesíticos. La edad determinada (2002) la unidad corresponde a una roca para esta unidad con respecto a Alvarado color gris claro con tonalidades moradas & Gans (2012), se encuentra entre 3,2 y y rosadas dividida en dos facies, sumando 2,0 Ma, sobreyaciendo según Camacho la presencia de fiammes de pómez con (2002) a la Unidad Ignimbrítica alteración a óxidos de hierro y líticos de Nacascolo, y corresponde con el composición andesítica, determinados en Miembro Superior de la Formación el trabajo realizado en la EEFH. Según Bagaces. Alvarado & Gans (2012) la Unidad La Unidad Río Esterón determinada en el Nacascolo tiene una edad entre 3,2 a 2,0 presente trabajo en la EEFH, corresponde Ma y es parte del Miembro Superior de la con una roca ignimbrítica de color negro Formación Bagaces. microscópicamente compuesta por una En la parte superior de la secuencia matriz vítrea y masiva con cristales de determinada en la campaña geológica plagioclasa, bajo porcentaje de Papagayo 2002 se encuentra la Unidad ferromagnesianos y sin presencia de Ignimbritas Papagayo, identificada y líticos, y se encuentra sobreyaciendo a la caracterizada por Camacho (2002) como Unidad Nacascolo. La Unidad Río ignimbritas con matriz vitroclástica Esterón se correlaciona debido a sus fluidal de color gris oscuro compacta con características litológicas con la Unidad líticos de composición andesítica, Lavas e Ignimbritas de la Formación plagioclasas, pómez aplastadas y fiames Alcántaro, identificadas en la campaña de vitrófiros que actúan como elemento geológica Curubandé 2001 y descritas por

Barahona et al. (2001) y Zamora et al. en las campañas geológicas Papagayo (2004) como lavas vítreas negras masivas 2002 y Curubandé 2001, ya que no se cubiertas por ignimbritas negras con relaciona con las características aspecto lávico, con bajo porcentaje de litológicas descritas para esta unidad. líticos y con grandes cambios laterales. Estratigráficamente el apartado geológico Formación Liberia del presente trabajo muestra a la Unidad La Formación Liberia de acuerdo con Río Esterón subyaciendo a la Unidad Río Alvarado & Gans (2012), está compuesta Colorado, esta última también fue por cuatro miembros: Río Liberia, mencionada por Barahona et al. (2001) y Salitral, Buena Vista y La Ese, siendo Río Zamora et al. (2004) como un flujo Liberia el miembro basal con una edad de ignimbrítico soldado con tonalidades 1,59 Ma. Este hecho hace posible la café-rojizas en la superficie meteorizada y correlación de la Formación Río Liberia, gris rosado en la superficie sana, con la determinada de esa manera por Barahona diferencia de presentarse interdigitado et al. (2001), con el Miembro Salitral de con la Unidad Lavas e Ignimbritas de la la Formación Liberia, identificado por el Formación Alcántaro. apartado geológico del presente trabajo. La edad de acuerdo a las dataciones de La correlación de estas unidades establece Alvarado & Gans (2012) para la a la Unidad Río Colorado junto con la Formación Alcántaro es de 2,17 a 1,79 Unidad Río Esterón -Formación Ma, mientras que la edad para la Unidad Alcántaro, como el techo de la Formación Río Colorado es de 2,08 Ma, lo que Bagaces y la vez confirmando en el piso corresponde a la Miembro Superior de de la Formación Liberia al Miembro Río Formación Bagaces y a la base de la Liberia (Barahona et al.,2001). Formación Liberia. En la figura 3 se expone la columna La Unidad Santa Rosa que aflora en el estratigráfica con la edad de las unidades sector NW de la Estación Experimental correlacionadas y en relación a las Forestal Horizontes y que es descrita en el dataciones realizadas por Alvarado & presente trabajo, no es correlacionable Gans (2012) para la Formación Bagaces y con ninguna de las unidades determinadas la Formación Liberia.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES Análogamente hay vulcanismo de la Formación Grifo Alto. Esto puede Durante el Mioceno Superior hace 8,6 Ma reforzar la teoría del que la brecha de 2 inicia actividad explosiva en el paleo-arco Ma en el registro cronológico puede (Alvarado & Gans, 2012), esta actividad tratarse efectivamente un cese del se registra en el Flujo Carbonal y marca vulcanismo, el cual se reactiva en el el inicio de actividad volcánica luego de momento que inicia la subducción de la un gran lapso de tiempo sin vulcanismo. dorsal de coco. Autores sugieren que el origen del Flujo Las unidades epiclásticas representan Carbonal es fisural (Murillo, 2002; periodos de relativa calma en la actividad Chaves, 2002) sin embargo al ser de volcánica, por lo cual se propició la composición ácida es poco probable que sedimentación de materiales volcánicos. se haya originado por actividad fisural, Es posible que estos epiclastos se más bien se podría tratar de una encuentren interdigitados con rocas reoignimbrita, es decir un flujo ignimbríticas que se hayan formado secundario en una ignimbrita, originado sincrónicamente. Según lo anterior y por fenómenos de alta temperatura. reforzado con observaciones en el campo, Según el registro geocronológico se interpreta que las unidades Nacascolo (Alvarado & Gans, 2012) hay una brecha y Bagaces Medio, se encuentran de 2 Ma entre Bagaces Basal e Inferior, es relacionadas lateralmente. posible que esto se deba a un cese de la La correlación de las unidades Río actividad volcánica o que haya ausencia Esterón y Alcántaro está sustentada en la de dataciones, lo cual es bastante similitud de sus descripciones y su probable debido a que hay muy pocas. ubicación estratigráfica. Ambas unidades La actividad se reactiva a los 4,87 Ma con presentan características vitrófilas y se el Miembro Inferior de Bagaces. Esto encuentran sobreyaciendo a la Unidad puede corresponder con el evento Poza Salada, y subyacen a la Unidad tectónico que pudo ocurrir hace 5 Ma Santa Rosa. relacionado con el arribo de la dorsal del La Formación Liberia de edad 1,6 Ma Coco a la zona de subducción. (Alvarado & Gans, 2012) no aflora en el

área de estudio de la campaña geológica BARAHONA, M., BONILLA, E., CORTÉS, R., COTO, L.C, GUZMÁN, G., Papagayo 2002, esto puede indicar que el HIDALGO, P. J., MARTENS, U. K., centro de emisión de la Formación MÉNDEZ, J., PÉREZ, K., REYES, K., SJÖBOHM, L. M., VARGAS, C. & Liberia migró respecto al que formó a ZAMORA, N., 2001: Geología- Bagaces. Cabe destacar que una pequeña Vulcanología del Campo Geotérmico Borinquen-Las brecha en las dataciones de 400 ka separa Pailas.- 162 págs. Univ. de Costa a la Formación Bagaces de Liberia; lo Rica [Inf. Campaña]. cual propició la formación de un paleo BOHNEMBERGER, O. H., 1968: Un reconocimiento fotogeológico en suelo que divide estas formaciones. Guanacaste.- 26 págs. Programa Las unidades de la Formación Liberia tal de desarrollo de las Naciones Unidas. San José, Costa Rica [Inf. y como se consideraron en este trabajo Interno]. fueron descritas por Gillot (1992); la CAMACHO, D., 2002: Estudio geológico antes llamada Formación Río Liberia de la zona playa Cabuyal, y el Triunfo, Guanacaste, Costa Rica.- (Gillot, 1992; Chiesa, 1994) pasa a ser 56 págs. Univ. de Costa Rica [Inf. una unidad dentro de la Formación Campaña]. Liberia según Alvarado & Gans (2012); CHÁVEZ, I., 2002: Caracterización geológica del Sitio Bahía y zonas quien además realiza dataciones a los aledañas, Península de Papagayo.- diversos miembros de esta formación. La 71 págs. Univ. de Costa Rica [Inf. Campaña]. Formación Liberia representa las etapas CHIESA, S., 1991: El flujo de pómez más explosivas del vulcanismo paleo- biotítica del Río Liberia arco, ya que sus unidades son (Guanacaste), Costa Rica, América Central.- Rev. Geol. de principalmente flujos de pómez. Amér.Central, 13: 73-84. CHIESA, S., ALVARADO, G.E., PECCHIO, M., CORELLA, M., & ZANCHI, A., REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1994: Contribution to petrological and stratigraphical understanding of the cordillera de Guanacaste ALVARADO, G.E. & GANS, P., 2012: lava flows, Costa Rica.- Rev. Síntesis geocronológica del Geol. de Amér. Central, 17: 19-43. magmatismo, metamorfismo y metalogenia de Costa Rica, DAVID, A., 2005: The Bagaces Formation América Central.- Rev. Geol. de in the Guanacaste Province, Costa Amér. Central, 46: 7-122. Rica; Refined stratigraphy and petrology. - 200 págs. Universidad de Kiel, Alemania. [Diploma]

DENGO, G., 1962: Estudio geológico de la región de Guanacaste, Costa Rica.- 112 págs. IGN, San José, Costa Rica. DÓNDOLI, C., 1950: Liberia y sus alrededores.– Bol. Téc. Ministerio Agricultura e Industria, 3: 1-8. GILLOT, P.Y., CHIESA, S., & ALVARADO, G.E., 1994: Chronostratigraphy of Upper Miocene-Quaternary volcanism in northern Costa Rica.- Rev. Geol. de Amér. Central, 17:45-53. MURILLO, D., 2002: Estudio geológico integrado de playa Cabuyal, distrito Nacascolo, Provincia de Guanacaste, Costa Rica.-75 págs. Univ. de Costa Rica [Inf. Campaña]. ZAMORA, N., MÉNDEZ, J., BARAHONA, M. & SJÖBOHM, L., 2004: Volcano estratigrafía asociada al campo de domos de Cañas Dulces, Guanacaste, Costa Rica.-Rev. Geol. de Amér. Central, 30: 41-58.

ANÁLISIS GEOMORFOLÓGICO MEDIANTE MÉTODOS MATEMÁTICOS DE LOS ALREDEDORES DE LA RESERVA FORESTAL EXPERIMENTAL HORI- ZONTES, GUANACASTE

GEOMORPHOLOGICAL ANALYSIS USING MATHEMATICAL METHODS IN THE SURROUNDINGS TO THE FORESTAL-EXPERIMENTAL PRESERVE AR- EA HORIZONTES, GUANACASTE

1Nathalie Chavarría, 1David Escobedo, 1Luis Alonso Salas, 1Johan Sequeira

1Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica, San José.

Autores para contacto: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected].

RESUMEN: La Reserva Forestal Experimental Horizontes, que pertenece al Área de Conservación Guana- caste, se encuentra dentro de un contexto de gran complejidad geológica y tectónica, la cual se ve reflejada en su morfología. Debido a esta complejidad, se ha considerado el uso de representaciones digitales del terreno para una interpretación regional de la zona. Se ha desarrollado una metodología de análisis geomorfológico cuantitativo, mediante modelos de elevación digital y la aplicación de métodos matemáticos tales como: derivada de primer orden y algoritmos de interpolación, los cuales han ayudado a visualizar y delimitar morfolo- gías a escala regional de forma precisa. Cada uno de estos métodos o filtros han sido previamente incluidos en programas de análisis geográfico, tal como lo es Surfer 11. Su aplicación en conjunto ha servido para enten- der la geomorfología desde un punto de vista cuantitativo. De esta forma, se mejora la interpretación disminuyendo la incertidumbre y la subjetividad.

Palabras clave: Geomorfometría, Filtros, Interpolación, Pasa-Bajos, Pasa-Altos.

ABSTRACT: Forestal-Experimental Preserve Area Horizontes is sited in the Guanacaste Conservation Area. It is located within a complex geological and tectonic environment which is reflected on the surface′s forms observed in the field. Due to this complexity, the use of digital representation of the terrain has been though about to get a regional interpretation of the zone. A methodology for a quantitative geomorphological analysis is developed in this study, using digital elevation models and applying mathematical methodologies such as: first order derivate and interpolation algorithms. Those methods, mentioned above, help to visualize and de- lineate geomorphologies precisely into a regional scale. Each one of these methods or filters is included as functions into some GIS software menus, such as Surfer 11. All of them, applied together to the same area, allow visualizing regional geomorphology from an objective point of view. In this way, uncertainties and subjectivities diminish when interpretation is done under this methodology.

Keywords: Geomorfometry, Topographical Filters, Interpolation, Low Pass, High Pass.

INTRODUCCIÓN de la geomorfometría, donde se miden

El presente trabajo de investigación es diferentes parámetros matemáticos de la parte de la evaluación del curso de Geo- superficie del terreno y estos son correla- logía de Campo II. Se tiene como finali- cionados con formas geomorfológicas dad aplicar y evaluar distintos métodos como valles, cimas, cuencas hidrográfi- matemáticos al análisis geomorfométrico cas, redes de drenaje, pliegues, fallas o regional de la Reserva Forestal Experi- simples alineamientos topográficos. De mental Horizontes y alrededores, ubicada esta forma, a partir de datos discretos de en la provincia de Guanacaste. puntos georreferenciados se aplican herramientas, con criterio objetivo para dis- Los trabajos tradicionales relacionados cernir sobre las formas presentes en una con el cartografiado geomorfológico ne- zona, sin importar la escala y el criterio cesitan de análisis de fotografías aéreas y del usuario. de visitas a campo al área de estudio. Esto requiere la inversión de mucho tiempo, Sin embargo, esta rama de estudio es muy con la probable ocurrencia de criterios reciente por lo que no se cuenta con una subjetivos al tratar de uniformar escalas y metodología consensuada de aplicación, formas observadas en el campo. Para ello, por lo que el presente trabajo representa recientemente con el desarrollo de las un método innovador para el país. Aquí tecnologías SIG (sistemas de información se presentan resultados de las posibles geográfica) y la programación matemáti- opciones de aplicación para la zona de ca, se han desarrollado ciertas rutinas de Horizontes. programación que permiten analizar de ANTECEDENTES forma automática la información topográ- Antecedentes Geológicos fica para fines de cartografiado geomorfo- lógico, disminuyendo las subjetividades La zona de Horizontes y alrededores ha en los análisis, el tiempo invertido en la sido poco estudiada a nivel geológico. preparación de informes y el costo en Por lo tanto se tiene poca información de analizar fotografías aéreas con buena rela geomorfología del lugar. Con base en solución. Este hecho hace surgir la rama 67

los pocos estudios que se han realizado aglutinada, toba soldada y material hete- anteriormente en los alrededores, se pue- rogéneo de hasta 35 m de espesor. Boh- de esperar que en la zona se presenten dos nenberger (1968) describe la cima de la formaciones: Bagaces y Liberia. Formación Bagaces como una última su- cesión depositada en agua y formado por Formación Bagaces: estratos de arena, cenizas pumíceas a ve- Primero fue denominada por Dondoli ces laminadas. (1950) como toba gris, y posteriormente Posteriormente esta Formación fue subdi- Dengo (1962) la definió como Formación vida por Chiesa et al. (1987) en tres uni- Bagaces y la describe como tobas de dades: composición dacítica, principalmente del tipo ignimbritas y sedimentos lacustres • Pre Carbonal. asociados. Bohnenberger (1968) se refiere • Carbonal. a esta como una potente sucesión comple- ja, resultado de erupciones volcánicas • Post Carbonal. (ignimbritas negras con diferente grado Formación Liberia: de soldamiento) que alternan con procesos sedimentarios. Se ha estimado un es- Originalmente fue descrita por Dondoli pesor para esta formación de 300 a 400 (1950) como “Toba Blanca”. Posterior- m (ONU, 1975) y una edad Pleistocena mente fue definida como “Formación Temprana. Liberia” (Dengo, 1962) y se les caracteri- zó como ignimbritas formadas por acu- Fue subdividida inicialmente en tres mulación caótica de cenizas pomáceas de miembros (ONU, 1975); el miembro infe- diferentes tamaños y poco aglutinadas, rior compuesto por arenas y arcillas alter- generalmente ricas en cuarzo, feldespatos, nadas con lapillis y algunos horizontes de biotita y fragmentos de pómez, así como grava con un espesor estimado de 100 a fragmentos líticos; características que en 160 m, el miembro intermedio constituido su mayoría se refieren al flujo de pómez por ignimbritas, lavas y tobas aglutinadas de biotítica del río descritas más detalla- con 50 m de espesor. Por último, el damente por Chiesa (1991), el cual señala miembro superior constituido por toba su importancia como capa guía del Pleis- 68

toceno Inferior. De acuerdo a Chiesa orientación N y NW. Las mismas tienen (1991) los espesores varían desde 50 m en desplazamientos pequeños menores a Liberia hasta los 2 m en Bagaces. 40m (Bonhemberger 1968).

Geología Estructural MARCO TEÓRICO

Anteriormente se mencionó que la zona Existen pocas literaturas versadas en la cubierta por la Reserva Horizontes y sus cuantificación matemática de parámetros alrededores ha sido poco estudiada en el topográficos relacionados con otros de pasado. Bonhemberger (1968) ha descrito orden geomorfológico. de manera general los rasgos estructurales Esta área de estudio ha sido llamada que gobiernan esta región y que se des- geomorfometría por Wood (1996). El criben a continuación. autor ha realizado un trabajo pionero en Las tobas de las formaciones Bagaces y este campo, debido a que parametriza la Liberia muestran buzamientos con direc- superficie del terreno mediante una fun- ción SW. Estos buzamientos son altera- ción cuadrática en dos dimensiones cuan- dos en la franja paralela al escarpe norte do se obtienen puntos sobre el terreno con del Valle del Tempisque, donde llegan a elevación y coordenadas georreferencia- tener poca inclinación (hasta 5°) y en das (x, y, z), a partir de imágenes LIDAR: dirección NE, lugar donde se define una forma sinclinal. En el borde del escarpe (1) del Tempisque se muestran inclinaciones mayores de hasta 25°. Los buzamientos Cada coeficiente de la ecuación anterior más altos se interpretan como producto de es una constante cuando se aplica el mé- una zona de falla y algunos pueden repre- todo de diferencias finitas, para dos di- sentar pliegues de arrastre a lo largo de mensiones, con desarrollo de Taylor hasta fallas normales, paralelas al escarpe de segundo orden para una malla de nue- (Bonhemberger 1968) ve puntos. Y es a partir de estas constantes numéricas finitas que se definen En general, las tobas están deformadas (Wood, 1996; Roberts, 2001) algunos por movimientos verticales. Fallas nor- parámetros geoformétricos de interés en- males cortan la Fm. Bagaces con una 69

tre ellos: curvatura media, curvatura efectos locales de la superficie topográfi- gaussiana, máxima curvatura, mínima ca del terreno. curvatura, máxima curvatura positiva, 2. Curvatura del rumbo: Esta variable es mínima curvatura negativa, orientación de llamada de strike curvature (Roberts, la máxima curvatura, orientación de la 2001) o tangencial curvature (Wood, mínima curvatura e índice de forma. Los 2001). Representa la curvatura en direc- anteriores, por sí solos dan algunas carac- ción perpendicular a la curvatura de per- terísticas morfométricas respecto al bu- fil. Modela la forma de la superficie, se- zamiento, pendiente y alineamientos, in- parándola en zonas de valle y zonas de dependientemente de la escala topográfi- cima. Este hecho resalta fenómenos geo- ca en uso. Estas variables se agrupan en lógicos como la erosión del suelo y drena- lo que se conoce como parámetros de la je superficial. En este caso, resalta la co- Primera Derivada (Roberts, 1996), los nexión entre las zonas de la superficie del cuales solo delimitan alineamientos. Con terreno, globalizando efectos. Por tanto, estos métodos no se pueden cuantificar funciona para destacar valles y cimas, falla, pliegues, cimas o valles, pues estas pendientes en plegamientos. Subsecuen- geoformas no permiten que la Primera temente, permitiría observar los caminos Derivada tenga una tendencia definida. de migración de hidrocarburos cuando las No obstante, los parámetros de mayor uso geoformas anteriores están asociadas a en análisis geomorfométricos son: trampas de petróleo o patrones de drenaje 1. Curvatura de perfil: En inglés puede superficial. ser reconocida como dip curvature (Ro- 3. Curvatura de contorno: Según Roberts berts, 2001) o profile curvature (Wood, (2001) es la contour curvature, o según 1996); según el autor. Esta variable mide Woods (1996), plan curvature. Es similar la tasa de cambio del buzamiento en la a la curvatura de rumbo. Este parámetro dirección de buzamiento, resaltando la determina la curvatura del terreno me- magnitud y dirección de fallas, cuerpos diante cortes horizontales del mismo. Este canaliformes como dunas, flujo de detri- hecho sobresalta los bordes de anticlina- tos, valles fluviales, entre otros. Resalta les, sinclinales, riscos y valles.

Los anteriores parámetros no solo han también es conocido como filtrado con sido aplicados a la geomorfometría, sino pasa alto y pasa bajo. Con esto se rela- que también a la descripción de superfi- ciona la teoría fractal de la geomorfología cies sísmicas. No obstante, en topografías con modelos matemáticos cuantitativos. con geoformas en varias direcciones se Otro parámetro a considerar en el pro- deben tomar estos parámetros en varias blema es el tamaño de la celda cuando se direcciones, con la orientación del sol a usan mapas rasterizados, el cual depende diferentes alturas para contrastar con de la resolución de la imagen LIDAR o sombras y los resultados de cada paráme- de la fuente que provee las alturas del tro. Es decir, es necesario un análisis terreno. comparativo entre parámetros para obte- Eventualmente, ante cualquier tipo de ner resultados significativos. análisis geomorfométrico debe calibrarse Wood (1996) destaca que, aunque mu- la superficie del terreno según estos dos chos de los parámetros anteriormente parámetros para alcanzar el supuesto de mencionados son independientes de la que la superficie del terreno se aproxima escala, son indiscutiblemente dependien- a una superficie cuadrática paramétrica. tes de la tolerancia en zonas de alta con- En especial, Woods combina este tipo de vexidad o concavidad (puntos donde la análisis matemático con análisis de ban- primera o segunda derivada numérica se das espectrales LIDAR, por lo que la me- indefine para una función cuadrática). todología se hace muy efectiva y eficaz Este autor los nombra como tolerancia de en cuantificar dichas variables. Como la pendiente y curvatura. Valores de tole- resultado final, Woods (1996) aplicó efi- rancia de pendiente bajo (0-8), no resalta cientemente la metodología numérica con el efecto de la pendiente sobre el terreno, GIS para modelar cuencas hidrográficas, mientras que valores altos (32-40) lo des- reconocimiento de formas y alineamien- taca. Por otro lado, valores bajos de tole- tos del terreno (fallas, pliegues, valles, rancia en la curvatura (0-2) sobresaltan cadenas montañosas, etc.) abriendo la los puntos de mayor concavidad y valores expectativa a aplicaciones hasta interpla- altos (4-6) eliminan los efectos de conca- netarias en un futuro. vidad. El efecto de estos dos parámetros

Por otro lado, Roberts (2001) concluye mar a puntos, ubicados sobre las curvas que los parámetros geomorfométricos disponibles, por lo que la densidad tal vez mencionados son una buena aplicación a no sea la más idónea. Para ello se utilizan la Geofísica, pero se requiere de mayores a métodos de interpolación geoestadísti- análisis de sensibilidad de las variables ca: Kriging ordinario, Vecino Cercano y pues esta metodología ofrece un nuevo Tringulación Lineal. modo de interpretar datos tridimensiona- El método Kriging ordinario se basa en les, los cuales han sido poco estudiados y asignar un peso a los puntos vecinos se- conllevan a múltiples interpretaciones de gún su altura pues puede definirse como parámetros. una variable regionalizada mediante fun- Otro punto de consideración que remar- ciones estadísticas (Webster & Oliver, can los autores anteriores es el manejo de 2007). Dichas funciones pueden deducir- la información base. En nuestro país, lo se analizando la correlación espacial entre más común es obtener mapas topográfi- los datos en función de la distancia entre cos vectoriales con curvas topográficas. ellos, midiendo la semivarianza entre Según la metodología descrita anterior- datos separados por distancias diferentes. mente, este tipo de formato no es muy El método establece un radio mínimo de conveniente para obtener las curvaturas y influencia según la estadística. realizar los análisis respectivos. Por ello El método de Vecino Cercano indica que se debe realizar un proceso transformar la elevación de un punto es función de la cada línea continua de las curvas de nivel distancia al cuadrado de sus vecinos más a una línea de puntos (x, y, z). cercanos (Webster & Oliver, 2007). El Lo debido sería obtener una malla de pun- radio de influencia es una función geomé- tos georreferenciados, con una densidad trica seleccionada por el usuario. regular en toda el área de estudio para El método de Triangulación Lineal se evitar la falta de puntos en zonas muy basa en el principio topográfico simple de planas o el exceso en zonas muy empina- unir tres puntos espaciales, de tal forma das. No obstante, el formato digital dis- que la superficie topográfica puede mode- ponible en nuestro país para el público en larse como un conjunto de triángulos uni- general es el vectorial y se debe transfor- 72

dos entre sí, con inclinación distinta para acoplarse a las irregularidades reales del Una vez escogida la mejor interpolación, terreno (Webster & Oliver, 2007). Este se procedió a aplicar cinco tipos diferen- hecho podría mejorarse con la aplicación tes de filtros, los cuales resaltan caracte- de pasa altos y pasa bajos. rísticas morfológicas y estructuras especí- ficas de la zona, especialmente aquellas METODOLOGÍA difíciles de observar mediante otros mé- Se realizó una gira de siete días al campo todos. para observar y describir las diferentes litologías y estructuras presentes en la Con base en la investigación realizada Reserva Forestal Horizontes y alrededo- anteriormente, se procedió a realizar el res. Con ayuda de fotografías aéreas, ma- análisis de cada uno de los filtros aplica- pas topográficos y lo observado en el dos. Se determinó cuáles presentan una campo, se determinó un área de estudio visualización óptima en función de los mayor, con el fin de optimizar la visuali- rasgos geomorfológicos resaltados. zación de las morfologías existentes en la Es necesario la utilización un computador zona. con una buena capacidad de procesamien-

to (RAM), debido a que se requiere una Como parte del procesamiento de datos, buena resolución de las imágenes para se creó un mapa de puntos a partir de las poder ser interpretadas. Además, se re- curvas de nivel del área seleccionada. quiere una buena resolución de las imá- Estos datos fueron interpolados mediante genes para poder ser interpretadas. Ade- los métodos Vecino Cercano (Fig. 1a), más, este tipo de análisis utilizado genera Kriging (Fig. 1b) y Triangulación Lineal una gran cantidad de datos. (Fig. 1c). Cada una de estas interpolaciones fue comparada mediante filtros de RESULTADOS pendientes llamados Pasa Alto y Pasa Basado en los contrastes de topografía en Bajo, esto con el fin de determinar cuál de la zona, el área seleccionada para la com- estos presentaba la menor influencia en paración de los modelos digitales com- las pendientes y en la resolución de la prenden la hoja topográfica Ahogados imagen. 73

1:50 000 y la parte sur de la hoja topográ- el filtro de Pasa Bajo (Fig. 2a) y Pasa fica Santa Elena 1:50 000. Alto (Fig. 2b), con repeticiones de 5, 10 y 15 veces cada uno. Estos filtros no modi- Para la realización de las diferentes inte- ficaron significativamente la visualiza- polaciones, se procedió a transformar las ción, ni mostró cambios significativos en curvas de nivel a un mapa de puntos me- las formas del terreno. diante el programa Ilwis. Fue necesario copiar manualmente los datos de la tabla La segunda interpolación se realizó me- de atributos del mapa a un block de notas, diante el método de Kriging (Fig. 1b). ya que se generó una gran cantidad de Este método muestra una mejor visualiza- datos con coordenadas X Y Z, las cuales ción, mostrando una morfología confiable sobrepasaban la capacidad del compu- en las zonas con alta pendiente y alto con- tador. Una vez obtenido este blog de no- traste, siendo muy útil para la delimita- tas, se crearon diferentes interpolaciones ción de cauces de ríos. Sin embargo, se mediante el programa Surfer 11. A cada observó irregularidades en forma de te- una de las interpolaciones realizadas, se le rrazas en las zonas planas, de manera que aplicaron tres tipos de filtros conocidos la interpretación en estas zonas presenta como Pasa Alto, Pasa Bajo y Primera un cierto rango de error. También se ob- Derivada. servaron irregularidades en el terreno de la zona marina, de la cual no se presentan El primer método de interpolación reali- datos. Se utilizó el filtro Pasa Bajo (Fig. zado fue el llamado Vecino Cercano. Esta 3b) con 10 repeticiones que no mostró interpolación no fue útil para la investiga- datos relevantes para este estudio. La ción, debido a que la visualización del aplicación del filtro de la Primera Deriva- terreno mostraba una apariencia foliada, do pudo mostrar muy bien las alineacio- resaltando de forma exagerada las curvas nes en el terreno, lo cual es ideal para la de nivel. Debido a esto, no se pudo reali- delimitación de fallas y escarpes. Esta zar una interpretación confiable de la visualización fue muy similar a la obteni- morfología del terreno. Utilizando el fil- da mediante el filtro de Pasa Alto con 5 tro de la Primera Derivada, se logró re- repeticiones (Fig. 3b). Las visualizaciones saltar la pendiente, sin embargo la inter- obtenidas con el filtro Pasa alto con 10 y polación no es la ideal. A su vez se aplicó 74

15 repeticiones no fueron útiles para rea- Para esta interpolación, el filtro de la lizar interpretaciones debido a que se Primera Derivada mostró una buena re- pierden rasgos morfológicos importantes. presentación de la topografía, especial- A su vez, el filtro Pasa Alto con 5 repeti- mente en las zonas donde se observan ciones suaviza bastante la pendiente, y se alineamientos. Debido a esto, se aplicó pierde claridad en la erosión. este filtro en con respecto a diferentes direcciones. Para Primera Derivada 0° Se realizó un tercer método de interpola- (Fig. 5a), no se logró observar ningún ción, conocido como Triangulación li- rastro significativo. Para Primera Deri- neal. Su visualización presentó cierta vada 90° (Fig. 5b) se logró observar ali- similitud con el Kriging, mostrando una neamientos en sentido W-E, principal- buena representación en las zonas de alta mente sobre la Península de Santa Elena. pendiente. Se observan morfologías en Estas visualizaciones son ideales para formas de triángulo especialmente en las afinar las trazas de rasgos estructurales, localidades de baja pendiente. Los filtros tales como alineamientos, y reconocer de Pasa Bajo (Fig. 4a) aplicados a esta laderas de buzamiento y contrabuzamieto interpolación presentan una mejor visua- en zonas homogéneas de alta pendiente. lización que la obtenida en las otras interpolaciones, ya que no se pierden rasgos Por lo anterior, se determinó que la inter- topográficos en pendiente alta, mientras polación que mostraba una mejor inter- que se atenúa el efecto triangular en las pretación de la zona es la de Triangula- zonas planas. Al aumentar el número de ción Lineal. Se escogió la visualización repeticiones, se pierde el efecto de trian- con filtro Pasa Bajo 10 repeticiones para gulación sin perder rasgos topográficos, la aplicación de nuevos filtros que acen- de manera que el filtro con 10 repeticio- tuaran rasgos geomorfológicos. nes fue el que mostró una mejor visuali- El primer filtro a utilizar fue el Terrain zación. El filtro Pasa Alto (Fig. 4b) fue el Slope (Fig. 6a), con el cual es posible mejor en mostrar contrastes topográficos, delimitar pendientes, escarpes y ali- sin embargo, en zonas uniformes no se nemientos en zonas de alto contraste. Este logró una buena interpretación por falta filtro marca cambios litológicos bruscos, de contraste. con alineamientos N-S y E-W, así como 75

la delimitación de cauces de ríos. Estos rasgos coinciden con los observados en el mapa geológico de la zona, como el alineamiento E-W en la Península de Santa Elena, los alineamientos NE-SW que presenta el escarpe en la parte central del mapa y delimita el cauce del Río Tem- pisque.

El filtro Profile Curvature (Fig. 6b) deli- morfológicos que se desearon resaltar, a mita las divisorias de agua, especialmente su vez que eliminaba la influencia trian- en zonas de alta pendiente, haciendo po- gular propia de la misma. sible distinguir buzamientos y contrabu- El filtro Pasa Bajo ayudó a suavizar la zamientos. También se aplicó el filtro superficie, eliminando efectos de la ero- Aspect Terrain (Fig. 6c), con el cual fue sión y los efectos producidos por la mis- posible delimitar zonas con diferente bu- ma interpolación. El filtro Pasa Alto mos- zamiento en contraste con valles y diviso- tró una similitud visual con el filtro de la rias de aguas. Mediante la utilización de Primera Derivada, sin embargo no fue este filtro fue posible determinar patrones tan útil como esta última para mostrar las de erosión. Este filtro resaltó en el mapa morfologías deseadas. zonas pronunciadas por lo que se delinean muy bien valles continuos a pendientes El filtro de la Primera Derivada presenta pronunciadas y cauces de ríos. Finalmen- una utilidad significativa para la visuali- te, se aplicó el filtro Tangencial Curvatu- zación de alineamientos. A pesar de esto, re (Fig. 6d) con el cual se uniformó terre- su aplicación requiere un análisis mayor nos planos y resaltó topografías altas co- que las demás, debido a que esta visuali- mo las divisorias. También permitió mos- zación cambia según el punto de observa- trar alineamientos en dirección NW-SE y ción a escoger. En caso de escoger un NE-SW en la parte central de la zona de ángulo que no coincida con las morfolo- estudio. gías a resaltar, estas no podrán ser visua- lizadas. CONCLUSIONES Los datos obtenidos mediante los filtros Se determinó que la interpolación de de Terrain Slope, Profile curvature, As- Triangulación lineal representa la visua- pect Terrain y Tangencial curvature, re- lización más efectiva para la interpreta- saltaron individualmente morfologías ción del terreno mediante métodos digita- importantes para la interpretación de la les. Esto debido a que no presentó in- zona. Su visualización individual y en fluencia de las curvas de nivel. La aplica- conjunto fue útil para la comprensión de ción de filtros a esta interpolación mostró la situación geomorfo-tectónica de la re- una mejor representación de los rasgos 83

gión. Esta interpretación coincide de for- Idealmente se debe analizar zonas con ma positiva con lo observado en el mapa contrastes topográficos marcados, con el geológico, así como con el trabajo de fin de realizar una visualización efectiva campo realizado inicialmente. de la zona de estudio.

Debido a la existe una relación confiable AGRADECIMIENTOS entre los resultados geológicos y lo ob- Especial agradecimiento a Oscar Lücke servado mediante los modelos digitales, por su guía en el entendimiento de las se puede concluir que este método desa- técnicas aquí mostradas. rrollado es útil como herramienta adicional para la delimitación y trazado de rasgos estructurales. BIBLIOGRAFÍA

RECOMENDACIONES

Se necesita un importante control de BOHNENBERGER.O., 1968: Recono- cimiento fotogeológico del área de campo para corroborar las interpretacio- Guanacaste entre la Cordillera Vol- nes obtenidas mediante métodos digitales. cánica y el Río Tempisque.- 26 págs. La metodología realizada puede utilizarse SENAS. San José [Inf. Interno]. como trabajo adicional, ya que no se pue- CHIESA, S., 1991: El Flujo de Pómez de comprobar la existencia de fallas me- Biotítica del Río Liberia (Guanacas- te), Costa Rica.- Rev. Geol. Amér. diante este método. Tampoco es posible Central., 13: 73- 84. determinar la litología de la zona basado CHIESA, S., CORELLA M., & MORA, únicamente en las visualizaciones obteni- O., 1987: Geología de la Meseta ig- das. nimbrítica de Santa Rosa, Guanacas- te, Costa Rica.- 133 págs., ICE [Inf. Se recomienda utilizar mapas de alta re- Interno]. solución, la cual contenga los datos en DENGO, G., 1962: Estudio geológico de coordenadas (x,y,z), con el fin de evitar la región de Guanacaste, Costa Rica.- errores en la interpolación producto de la 112 págs. Instituto Geográfico de transformación de curvas topográficas a Costa Rica, San José. mapas de puntos.

DONDOLI, C. 1950: Liberia y sus alre- WEBSTER, R., & OLIVIER, M., 2007: dedores.- 8 págs. Min. Agr. e Ind. Geostatistics for Enviromental Scien- San José [Inf. Interno]. tists [2a ed.].-315 págs. John Wiley & Sons, Ltd. Chichester, Inglaterra. ONU, 1975: Investigación de aguas sub- terráneas en zonas seleccionadas.- WOOD, J.D., 1996: The geomorphologi- 261 págs. Naciones Unidas, New cal characterisation of digital eleva- York [Inf. Interno]. tion models.- 185 págs. Univ. de Lei- cester, Reino Unido. [ Tesis Ph.D ] ROBERTS, A., 2001: Curvature attrib- utes and their application to 3D interpreted horizons. - First Break, 19: 85-100.

HIDROGEOLOGÍA DE LA HOJA TOPOGRÁFICA AHOGADOS Y EL SECTOR OESTE DE CURUBANDÉ, GUANACASTE, COSTA RICA

Carlos D. Araya*1, Hazel Barrantes*1, Fabián Campos*1 & Adolfo García*1

1Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica *Autor para contacto: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] Resumen: La cuenca del río Tempisque se encuentra en la parte NW de Costa Rica, es la cuenca hidrográfica más importante de la provincia de Guanacaste. El río Tempisque, con una extensión superior a los 185 km, es el cauce principal de dicha cuenca cuya área es de más de 630 000 m2. La Estación Experimental Forestal Horizontes es el foco principal de estudio del presente artículo, ya que en este sitio se realizó un mapeo geológico con el fin de determinar que formaciones son las que están siendo explotadas para el aprovechamiento de recursos hídricos. En toda el área estudiada se encuentran dos grandes formaciones geológicas, ampliamente descritas como lo son la formación Bagaces (Mioceno-Pleistoceno) y la formación Liberia (Pleistoceno). Mediante el estudio de más de 150 pozos de los registros del SENARA, se obtiene una base de datos final de 95 pozos con información de litología y niveles estáticos. A partir de los datos filtrados se realiza un análisis del comportamiento del agua subterránea, mediante mapas de niveles estáticos, mapas de líneas de flujo y perfiles que se utilizan para la interpretación del comportamiento de los acuíferos y como estos están siendo controlados por un fuerte tectonismo regional.

Abstract: The Río Tempisque basin is located in the NW end of Costa Rica, it is the most important hydrographic basin of the Guanacaste province. The Tempisque river is more than 185 km long, and it is the main riverbed of this basin, with an estimated area of more than 630 000 m2. The Estación Experimental Forestal Horizontes is the main focus of this study, in this biological reserve a geological study was made to determine the geological formations that are being exploited for the use of water supplie. In the studied area there are two major formations that have been widely described, the Bagaces formation (Miocene-Pleistocene) and the Liberia formation (Pleistocene.). After analyzing more than 150 wells from the records of SENARA, a data base of 95 wells is obtained with lithological and static level information. From this filtrated data we conduct an analysis of the behavior of the underground water, based on static level maps, water flux line maps and profiles, so we can be able to understand the situation of the main aquifers and how they are being controlled by the strong regional tectonism.

DESCRIPTORES Hidrogeología – Geología – Recurso hídrico – Acuífero – Horizontes – Guanacaste.

INTRODUCCIÓN hojas pertenecientes al cantón de Liberia (Fig. 1); con el fin de mejorar el La cuenca del río Tempisque se ubica entendimiento del comportamiento al NW de Costa Rica, en la provincia de hidrogeológico en la zona, y de esta Guanacaste y es una de las cuencas más manera promover la protección y el importantes del país, con un área total de manejo eficiente del recurso hídrico. 633 000 m2. El cauce principal es el río Utilizando la información de Tempisque, y sus afluentes más perforaciones de pozos tramitados ante el importantes son los ríos Ahogados, SENARA, se pretenden realizar modelos Colorado y Tempisquito. Cabe recalcar y perfiles hidrogeológicos del área de que la provincia de Guanacaste es una de estudio, y relacionarlos con las unidades las zonas más secas del país con geológicas y las estructuras tectónicas precipitaciones medias anuales que se para conseguir un modelo representativo ubican entre los 1500 y 1800 mm del comportamiento hídrico en la zona. (Orozco, 2014), motivo por el cual esta Con el avance en las investigaciones cuenca recibe poco aporte por se podrán obtener herramientas para ir precipitación. Aunado a una tasa de generando lineamientos que impulsen la evapotranspiración promedio de 1400 a protección del recurso hídrico de dicha 1600 mm anuales (Orozco, 2014), valor área. De igual manera la investigación muy semejante al promedio de podrá tener un impacto social en los precipitación anual. En el área de estudio habitantes del cantón de Liberia, debido a la recarga potencial en años con que podría ayudar a mejorar la calidad de precipitaciones normales es de 450 mm. vida de las personas si se identifican (Orozco, 2014). nuevas zonas de extracción de agua. Este trabajo pretende caracterizar en términos hidrogeológicos la parte METODOLOGÍA superior de la cuenca Tempisque comprendida en las hojas topográficas En la zona de estudio existen cerca de Ahogados y la mitad W de Curubandé, 151 pozos registrados en el SENARA. Se

filtraron según aquellos que tuvieran Con la información de los niveles información litológica, el nivel estático y estáticos de los pozos se realizó un dinámico, con base en estos criterios se modelo del flujo del agua subterránea y

Fig. 1: Ubicación del área de investigación. En el área de estudio dentro del patrón de malla se abarcan la hoja topográfica Ahogados y la mitad W de la hoja topográfica Curubandé, ambas escala 1:50000. La cuenca del Tempisque se encuentra delimitada en color gris y el área de la EEFH delimitada en negro. Coordenadas Lambert Norte. utilizaron 95 pozos (Fig.2) para la perfiles empleando el software ArcMap elaboración del presente trabajo. 10.1. Los días del 24 al 28 de marzo del La influencia estructural en el 2014 se llevó a cabo una gira de campo a comportamiento del agua subterránea de la Estación Experimental Forestal la zona fue objeto de estudio para afinar Horizontes (EEFH), donde se el modelo, así como la forma tan recolectaron datos de litologías, para característica de la cuenca del río hacer la comparación con los registros Tempisque. que se obtuvieron posteriormente de la No fue posible la elaboración del base de datos del SENARA y así, definir modelo de nivel dinámico y la cuáles unidades rocosas son las que interpretación química del agua, por falta actúan como acuíferos y a qué de datos, ya que menos de un 5% de la profundidad se encuentran. 88

información obtenida tenía dichos consiste en una toba rica en anfíboles. d) parámetros en la descripción. La Ese compuesta por pómez de caída y depósitos coluvio-aluviales (Alvarado & Gans, 2012). Alvarado & Gans (2012) ASPECTOS GEOLÓGICOS hacen referencia a un informe del ICE de 1987 en el cual se le asigna una edad de En el área de estudio se encuentran Pleistoceno. Esta formación sobreyace a rocas volcánicas y sedimentarias, en su la Fm. Bagaces. mayoría ignimbritas y epiclastos Durante la realización de la pertenecientes a las formaciones Bagaces comprobación de campo, se trabajó y Liberia definidas por Dengo en 1962. principalmente en la parte SE de la EEFH La Fm. Bagaces está compuesta de la en dicho trabajo de campo se estuvieron base al techo por: a) Bagaces Basal o mapeando las unidades informales Carbonal representada por las dacitas Nacascolo y Poza Salada. Nacascolo es Carbonal y sus unidades ignimbriticas. b) una ignimbrita constituida por líticos Bagaces inferior o Barbudal representado andesíticos e ignimbríticos, plagioclasas, por coladas de lava e ignimbritas. c) pómez centimétricos en una matriz gris- Bagaces Intermedio o Fluvial el cual violácea. Poza Salada se describe como corresponde con los depósitos del paleo una ignimbrita negra con cristales Tempisque. d) Bagaces superior. En esta verdosos, posee gradación inversa y mala Formación los minerales hidroxilados y el selección, los fiamez son de diversos cuarzo se encuentran ausentes; la tamaños rellenos de material gris con secuencia en total suma un espesor de 500 plagioclasa y vidrio. m, la edad asignada es de Mioceno medio Estructuralmente la meseta de a Plioceno (Alvarado & Gans, 2012). ignimbritas de Santa Rosa se encuentra La Fm. Liberia consiste en una serie de dominada por una sinforma con eje depósitos de flujo de pómez de color aproximado N-S, la cual se forma por el blanco, de la base al techo son: a) Río buzamiento original de las ignimbritas Liberia es un flujo de pómez rico en que es SW y el basculamiento NE de las biotita y cuarzo. b) Salitral es una toba rocas más cercanas a la costa. También rica en plagioclasa. c) Buena Vista existe una serie de fallas normales en 89

dirección NW-SE y un alineamiento muy ríos Tempisquito y Ahogados, los marcado N-S observados en el campo. múltiples afluentes del río Tempisque se Bohnenberger en 1968 menciona por originan en las partes altas de la primera vez la influencia estructural en Cordillera Volcánica de Guanacaste, con las aguas subterráneas en la cuenca del río una altura máxima de 1916 m.s.n.m en las Tempisque, dice que las Fm. Bagaces y faldas del volcán Orosí y mínima de 0 Liberia muestran buzamientos leves al m.s.n.m (González, 1998). La cuenca del suroeste como resultado de la superficie río Tempisque tiene un total de 163 original inclinada del depósito, pero que subcuencas y en las partes altas de las dicho buzamiento no es válido para la mismas, los ríos tienen una orientación franja paralela al escarpe norte del SW al pie de la cordillera y SE en el Tempisque, ya que en esta región los sector occidental de la cuenca. Sin buzamientos son hacía el noreste; de embargo el río Tempisque se orienta manera que se define una estructura en paralelo a la línea de costa hasta llegar al forma de sinclinal en las tobas. También poblado de Guardia, donde se encuentra a indica en un mapa los buzamientos de la escasos metros del mar, punto en el cual zona, así como el eje (N-S) de esta se desvía al E atravesando la Península de estructura, y dice que dicho sinclinal no Nicoya hasta desembocar en el golfo del corresponde al plegamiento de montaña, mismo nombre. Este desvío se debe a que pero que afecta las condiciones del agua las rocas ubicadas al E del golfo de subterránea. En la figura 5 se muestran Papagayo se encuentran basculadas al los buzamientos obtenidos del mapa de NE, producto de esfuerzos tectónicos de Bohnenberguer para la hoja topográfica la zona (Bohnenberguer, 1968). Ahogados. La cuenca del río Tempisque se CUENCA DEL RÍO TEMPISQUE caracteriza por su forma triangular (Fig. 3). El patrón de drenaje de la cuenca en El río Tempisque está ubicado en la el sector NE es mayoritariamente provincia de Guanacaste al N de Costa paralelo, al SE varía de paralelo a Rica, posee una extensión aproximada de subdendrítico, al SW y NW el 185 km. Nace en la confluencia de los comportamiento del drenaje es 90

subdendrítico y en la parte central y baja eje con tendencia N-S) afectando los de la cuenca el río Tempisque un patrón acuíferos de la zona, donde las líneas de de drenaje meándrico hasta desembocar flujo del lado W poseen dirección SE y finalmente en un estuario. las del lado E tienen una dirección SW. Los cerros Carbonal y Cabuyal marcan También en la parte central de la EEFH se el límite occidental de la cuenca del río observa que los ríos muestran un patrón Tempisque, dichos cerros generan una paralelo, esto debido a las fallas normales divisoria que provoca que los ríos se y fracturas ubicadas en esta zona, las muevan hacia el interior de la cuenca a cuales dominan el drenaje. En dicho pesar de estar a escasos metros del océano modelo se observa que el nivel estático Pacífico. tiende a tener una mayor profundidad en El río Tempisque tiene un flujo el extremo noroeste del área de trabajo y predominantemente laminar y un caudal se vuelve menos profundo en el sector promedio de 32.2 m3/s. (González, 1998). sureste, área en la cual se encuentra la En su desembocadura en el golfo de mayor densidad de los pozos consultados. Nicoya, donde forma un estuario. En el mapa de flujo de aguas subterráneas (Fig. 4) se observa una ASPECTOS convergencia de las líneas de flujo hacia HIDROGEOLÓGICOS el centro de la cuenca (ríos Tempisquito y Ahogados), influenciadas por la En la zona de estudio existen un total estructura tipo sinforma presente en la de 151 perforaciones registradas que zona de estudio. corresponden con pozos en su mayoría En el perfil 1 (Fig.6) se observa como utilizados para uso doméstico y el nivel estático en las zonas más altas se agropecuario. De estas perforaciones encuentra a una profundidad aproximada fueron filtradas un total de 95, de de 30m. En este perfil también se acuerdo a la información disponible de observan las columnas litológicas para 3 litologías y niveles estáticos. pozos (AH-47, AH-70 y AH-74) en los En el modelo de flujo de agua subterránea cuales en los primeros 2 m de (Fig. 4) se observa el control estructural profundidad, existe una capa de suelo producido por la estructura sinforme (con arcilloso café oscuro; en los siguientes 91

metros hasta llegar a la profundidad Las principales unidades acuíferas máxima, para esta capa, ( en el pozo AH- captadas en la zona son las Fm. Bagaces y 74) de 34 m corresponde con tobas muy Liberia, de acuerdo con la información meteorizadas de color café, debajo de recabada mediante la elaboración de estas tobas café se encuentran tobas sanas perfiles y la base de datos del SENARA. de color gris (en los datos litológicos de los pozos del SENARA relacionan estas tobas de color gris con la Fm. Bagaces) hasta los 80 m(profundidad máxima de perforación, correspondiente con el pozo AH-47). En el perfil 2 (Fig. 6) el nivel estático se mantiene en las tobas blancas asociadas a la Fm. Liberia. Sobre las tobas blancas se encuentra una capa de suelo orgánico. En el pozo CU-62 el espesor de dichas tobas es de 44m, de ahí en adelante aparecen tobas grises de la Fm. Bagaces. En el caso del pozo CU-41 debajo de las tobas blancas se encuentra un paleosuelo rojizo, que en la literatura ha sido empleado como límite entre la Fm Bagaces y Liberia. En el perfil 3 (Fig.7) el nivel estático se mantiene en las tobas blancas asociadas a la Fm. Liberia y se observa la misma relación litológica que en el perfil 2. En el caso específico del pozo AH-44 y CU-41 se encuentra el paleosuelo rojizo separando ambas unidades.

Fig. 2: Mapa de elementos hidrogeológicos presentes en el área de estudio; donde se incluyen los principales ríos de la zona, así como 95 pozos de la base de datos del SENARA con información pertinente para la investigación. 93

Fig. 3: Cuenca del río Tempisque, nótese el comportamiento irregular del patrón de drenaje de la cuenca al pasar de ser paralelo en el extremo NE a un patrón más subdendrítico en la parte NE y SW, finalizando con una forma meándrica hacia la parte central y baja de la cuenca

Fig. 2: Modelo de flujo del agua subterránea donde se puede ver el comportamiento anómalo de la cuenca del Tempisque. En un comportamiento normal, el flujo de agua subterránea mantendría la dirección W-SW con la que baja desde las zonas altas de la Cordillera de Guanacaste hasta culminar en el Océano Pacífico; sin embargo95 el agua subterránea en el sector W del área de estudio fluye con dirección E-SW hacia el río Tempisque que culmina en el golfo de Nicoya.

Fig. 5: Comportamiento del agua subterránea y buzamientos según Bohnenberger (1968) que evidencia un tipo de estructura sinforme afectando la meseta ignimbrítica de Santa Rosa.

Fig. 6: Perfil 1, se aprecia como el nivel estático se mantiene por lo general sobre las tobas grises asociadas a la Formación Bagaces, la cual es una de las principales unidades hidrogeológicas de la zona. .

Fig. 7: Perfil 2, en donde se representa otra de las de unidades hidrogeológicas más importantes del área como lo son las tobas blancas de la Formación Liberia.

Fig. 8: Perfil 3, se observa la correlación entre las tobas blancas de la Formación Liberia y las tobas grises asociadas a la Formación Bagaces, nótese la existencia en algunos de los pozos analizados de un paleosuelo rojizo que se definido como el límite entre ambas unidades extracción que puedan abastecer de agua CONCLUSIONES a las comunidades más cercanas.

Según los datos de precipitación y Se infiere que las zonas con mayor evapotranspiración presentados por potencial de recarga acuífera Orozco (2014), se deduce que la recarga corresponden a los extremos NE y NW por motivo de precipitación es baja, del área de estudio. debido a que las tasas de precipitación y . evapotranspiración tienen valores promedio anuales muy similares. RECOMENDACIONES

Las figuras obtenidas con base en la Se recomienda recolectar información información filtrada, evidencian que el química y de niveles dinámicos para un comportamiento de las aguas subterráneas mejor entendimiento de las unidades se ve influenciado por la tectónica del hidrogeológicas de la zona de estudio. área y se determina una estructura La ejecución de pruebas de infiltración sinforme cuyo eje posee una orientación es vital para definir con mayor precisión aproximada N-S y se encuentra en la la ubicación de las zonas de recarga y así parte central del área de estudio. potenciar la generación de lineamientos que conlleven a la protección de dichas El flujo de agua subterránea tiende a zonas ante posibles focos de converger hacia la parte más central del contaminación. área de estudio, por lo que esta zona es la El SENARA debería exigir que se que representa una mayor viabilidad para realicen descripciones geológicas la instauración de nuevos pozos de detalladas en cada perforación para 98

facilitar cualquier estudio que se vaya a REFERENCIAS realizar. ALVARADO, G.E. & GANS, P., 2012: AGRADECIMIENTOS Síntesis geocronológica del magmatismo, metamorfismo y Al personal de EEFH por la colaboración metalogenia de Costa Rica.- Rev. Geol. y la hospitalidad durante la gira de Amér. Central, 46:7-122. campo. BOHNENBERGER, O., 1968: Un A María Marta Chavarría por el reconocimiento fotogeológico en transporte dentro de la EEFH. Guanacaste.- 26 págs. Ed. Naciones Al profesor Marco Barahona por Unidas, San José, Costa Rica orientarnos para la elaboración del presente trabajo. DENGO, G., 1962: Estudio geológico de la A los señores Mario Naranjo y Carlos región de Guanacaste, Costa Rica.- 112 Romero personeros de SENARA por págs. Ed. IGN. San José. suministrarnos amablemente toda la GONZÁLEZ C., 1998: Geografía física de información que les solicitamos Costa Rica.- 163 págs. Ed. EUNED. Al profesor Percy Denyer por sus valiosas San José, Costa Rica. observaciones para el desarrollo de esta investigación. OROZCO, E., 2014: Modelo numérico del acuífero de la margen derecha del río Tempisque, desde Monte Galán hasta Filadelfía.- 106 págs. Univ. de Costa Rica, San José [Tesis MSc.].

FACTORES DE PELIGROSIDAD GEOLÓGICA PRESENTES EN LA ESTACION EXPERIMENTAL FORESTAL HORIZONTES Y SUS ALREDEDORES

Ana Laura Acuña1*, Irene Aguilar1*, Jesús Solís1*, Juan Vargas1*.

1. Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica *AUTORES PARA CONTACTO: [email protected],[email protected], [email protected], [email protected]

ABSTRACT: Some factors of geological hazards in the northwest of Guanacaste are being analyzed, emphasizing the volcanic hazard, seismic activity, susceptibility to slides and falling ash, where a historic collection of seismic and volcanic events indicate some sites that might be affected for every event. It is shown that susceptibility to sliding in Horizontes Experimental Forest Station is dominated by the slope according to the results derived from the implementation of Mora- Vahrson -Mora, checking method as well as with the photo interpretation; likewise an considerable affectation with ash in the Horizontes sector and the rest of the North and West of Guanacaste including Rincón de la Vieja National Park is determined using the READY dispersion model of particles in the atmosphere by the NOAA if a vulcan eruption occurs.

Keywords: Rincón de la Vieja, volcano, Guanacaste, Horizontes, riskiness, Mora-Vahrson-Mora, ash, dispersion, READY, NOAA, atmosphere, wind, danger, eruption.

RESUMEN: Se analizan algunos factores de peligrosidad geológica de la zona noroeste de Guanacaste, haciendo énfasis en el peligro volcánico, sismicidad, susceptibilidad a deslizamiento y caída de ceniza, donde la recopilación histórica de eventos sísmicos y volcánicos indican los sitios que se pueden ver afectados en cada uno de los diferentes eventos. Queda demostrado que la susceptibilidad al deslizamiento en la Estación Experimental Forestal Horizontes queda dominada por la pendiente según los resultados derivados de la aplicación del método Mora-Vahrson-Mora y la comprobación de los mismos a partir de la fotointerpretación; de igual forma se determina una afectación de ceniza considerable en el sector Horizontes y el resto del Norte-Oeste de Guanacaste incluyendo el Parque Nacional Rincón de la Vieja, utilizando el modelado de dispersión de partículas en la atmósfera READY de la NOAA para una erupción vulcaniana.

Palabras clave: Rincón de la Vieja, volcán, Guanacaste, Horizontes, peligrosidad, Mora-Vahrson-Mora, ceniza, dispersión, READY, NOAA, atmósfera, viento, peligro, erupción. 100

INTRODUCCIÓN Forestal Horizontes y sus alrededores, esto con el fin de establecer los factores Desde el punto de vista de la que representan peligrosidad, delimitarlos peligrosidad presente en la zona norte de y generar un estudio detallado de la Guanacaste, específicamente la Estación peligrosidad sísmica, volcánica y por Experimental Forestal Horizontes y sus deslizamiento. alrededores, ubicada en el cantón de Liberia fig.1, no se han generado mapas e Para el fin de esta investigación se información referente a este tema. tomará en cuenta los, sismos, la generación de tsunamis, la actividad Por esta razón, se analizaran los volcánica y sus productos (cenizas, flujos posibles procesos geológicos que se piroclásticos, lahares) y los puedan convertir en factores de deslizamientos. peligrosidad en la Estación Experimental

Figura 1. Mapa de ubicación. A. se muestra la ubicación de la cordillera volcánica de Guanacaste, donde se ubica el Volcán Rincón de la Vieja. B. En esta figura se muestra en detalle el área de la Reserva Experimental Forestal horizontes y sus alrededores.

101

La importancia de esta datos numéricos y su correspondiente recopilación se puede justificar con el análisis computacional, específico para principio del uniformismo: “El presente cada tema, explicado detalladamente a es la clave del pasado”. Quiere decir que continuación. los procesos geológicos que han actuado en el pasado, pueden actuar de manera similar en el presente. Y esto se puede Recopilación bibliográfica utilizar para la prevención de desastres y Para obtener la sismicidad la planificación. histórica y de tsunamis de Guanacaste, se

La población se ve afectada procedió a hacer un estudio y recopilación debido al constante cambio y actividad bibliográfica utilizando libros, revistas, del planeta Tierra, por lo que para esta boletines y periódicos obtenidos de las investigación se dedica especial interés en bibliotecas de la Universidad de Costa analizar los procesos geológicos que se Rica y la Biblioteca Nacional. Así mismo pueden convertir en factores de se utilizaron datos de las páginas web peligrosidad principalmente en la oficiales del Laboratorio de Ingeniería Estación Experimental Forestal Sísmica, Red sismológica Nacional Horizontes y sus alrededores con el fin de (RSN-ICE), Observatorio Sismológico y proveer seguridad a los pobladores y Vulcanológico de Costa Rica quienes permanezcan o visiten la zona. (OVSICORI). Y posterior a la recopilación de la información, se realizó

un listado con la información obtenida. METODOLOGÍA

Se aplican diferentes metodologías Modelo de la NOAA para el análisis de peligrosidad en esta zona.La metodología que se utilizará Se recopiló datos sobre consiste en la investigación y antecedentes de estudios de caída de recopilaciónbibliográfica de datos ceniza en Costa Rica, se creó una tabla históricos relacionados con eventos utilizando datos históricos de erupciones sísmicos, volcánicos y sus procesos e información del viento en la atmósfera relacionados. Así como la recopilación de libre para Costa Rica para obtener datos

102 cuantitativos de las mayores erupciones Mora et al. (1992) y para el parámetro de que podría producir el volcán Rincón de la pendiente observar la investigación la Vieja y el comportamiento que podría realizada por Mora et al. (2002). tener la ceniza y por último se procedió a introducir estos datos en un modelo de dispersión de ceniza de la NOAA. ANTECEDENTES

Recopilación bibliográfica

Método Mora-Vahrson-Mora La recopilación bibliográfica de estos temas ya se ha realizado como lo Se empleó el método Mora hizo González (1910) elaboró la Vahrson Mora (Mora et al., 2002), que recopilación de datos de sismos utiliza los siguientes parámetros: producidos entre los años 1608 y 1910, H = (Sl * Sh * Sp )* (Ds + DLL) para esta recopilación, el autor tomó como fuente las comunicaciones escritas, Donde: verbales y las observaciones de campo H: grado de amenaza al deslizamiento producidas por el mismo. En algunos Sl: valor del parámetro de susceptibilidad casos incluyó datos de intensidad y litológica magnitud utilizando la escala de Rossi – Forel la cual era la utilizada en la época. Sh: valor del parámetro de humedad del terreno Peraldo & Montero (1994) recopilaron información de los sismos Sp: ángulo de la pendiente del terreno ocurridos en el período colonial y Peraldo Ds: valor del parámetro de disparo por & Montero (1999) la recopilación de la sismicidad, y sismología histórica de América Central. Estos autores utilizaron datos DLL: valor del parámetro de disparo por bibliográficos, del Archivo Nacional y de lluvia la Curia Metropolitana. Tomaron Para la descripción de los información de edificaciones dañadas, parámetros de susceptibilidad litológica, observaciones de pobladores de la época e humedad, disparo por lluvias, disparo por interpretaron el origen, la intensidad y sismo referirse al trabajo realizado por 103 magnitud en los sismos contenían Antecedentes sobre estudios de caída suficiente información. de ceniza en Costa Rica

Peraldo & Montero (2000) Actualmente se utilizan diversos estudiaron los sismos producidos entre el métodos para determinar zonas de peligro 13 de abril y el 5 de mayo de 1910, y geológico en el país, pero siempre se ha encontraron que hubo sismos en la zona dejado de lado la probabilidad de de Guanacaste, para los cuales interpretan ocurrencia de eventos volcánicos con la falla que los originó y la intensidad. afectación de grandes volúmenes de ceniza. (Ortiz, 2010) Protti et al. (2001) evaluaron el potencial sísmico de la Península de En la Escuela de Ciencias Nicoya según datos de la tectónica Geográficas de la Universidad Nacional regional y la historia sísmica de la región, (ECG-UNA) se han realizado principalmente utilizaron los datos de los investigaciones interdisciplinarias en las grandes sismos de los años 1853, 1900 y que participan ingenieros en 1950 y generaron la predicción de un computación, geógrafos físicos y terremoto de gran magnitud bajo la vulcanólogos como asesores científicos, y Península de Nicoya en los siguientes mediante la implementación de un años a su publicación. Así mismo modelaje computacional (modelo de compilaron la sismicidad histórica de la simulación TEPHRA utilizado en Japón) región norte de Costa Rica entre los años y Sistemas de Información Geográfica 1644 y 1916. SIG fue posible crear mapas para la gestión del riesgo por caída de ceniza Fernández et al. (1992) generaron proveniente de volcanes como el Irazú un compendio con la información de que podrían luego ser utilizados para el tsunamis que han afectado a lo largo de ordenamiento territorial del Valle Central las costas del país, entre los que no (Ortiz, 2010) quedan exentas las costas del Pacífico Norte.

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Susceptibilidad a deslizamientos cuenca. Por otra parte la percepción de la amenaza por deslizamiento no es Se han realizado varios trabajos reconocida así en la comunidad y se relacionados con el cálculo de la determina además la importancia de la susceptibilidad a deslizamientos a partir participación comunitaria activa en el del método Mora Vahrson Mora (Mora et proceso de establecer dichas amenazas al., 2002). Para llevar a cabo este trabajo (Suárez, 2010). fueron consultados varios proyectos en donde fue empleado el método Mora Soto et al. (2012), en esta investigación se Vahrson Mora (Mora et al., 2002), realiza un estudio para determinar la denominado también por las siglas MVM susceptibilidad a deslizamiento en el en el presente trabajo. A continuación se cantón de Escazú empleando el método presenta un breve resumen del contenido Mora-Vahrson-Mora (Mora et al., 2002), de dichos estudios. realizan estudios de campo para determinar las características geológicas y Suárez (2010), emplea el método y geomorfológicas; además de las algunas modificaciones para trabajar la características del suelo. En su estudio cuenca del río Viejo en Puriscal, además Soto et al. (2012), logran determinar la integra la participación de la comunidad. geología presente en la zona, además Toma en cuenta la geología, caracterizan geomorfológicamente el área geomorfología, usos de la tierra, y determinan los tipos de suelo a partir de pendiente, disparo por sismos, humedad, estudios realizados y datos de disparo por lluvias, distancia a partir de investigaciones anteriores, proponen que alineamientos tectónicos, distancia a las condiciones de los suelos pueden partir de corrientes de agua, distancia a favorecer la ocurrencia de deslizamientos partir de vías. En su investigación Suárez pero requieren de otros disparadores; (2010), no logra determinar la influencia validan para el área de estudio el empleo del cambio en el uso de la tierra sobre la de la metodología Mora-Vahrson-Mora ocurrencia de deslizamientos, además debido a que esta arroja resultados que concluye que la metodología propuesta fueron comprobados en el campo. por Mora-Varhson-Mora (2002) no arroja resultados ajustados a la realidad de la

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Barahona et al. (2013), estudiando la pendiente en zonas visiblemente zona de Tres Equis Turrialba, determinan inestables. varias áreas de susceptibilidad a Es necesario aclarar que los mapas deslizamientos empleando el método generados mediante el método MVM o Mora-Vahrson-Mora (Mora et al., 2002). modificado no debe ser utilizado cómo En esta investigación Barahona et al. única herramienta para la clasificación de (2013) determinan la geología de la zona la peligrosidad de los bloques de y su influencia en la ocurrencia de deslizamientos, así como para la deslizamientos, reconocen los patrones de elaboración de mapas de ordenamiento drenaje presentes en la zona y las territorial; debido a las siguientes geoformas del área, a partir de estos datos condiciones: 1. la escala de trabajo no es reconocen dos grandes bloques de adecuada para una correcta modelación deslizamientos. Barahona et al. (2013) de la susceptibilidad al deslizamiento y 2. establecen las condiciones del suelo para La zona de estudio presenta evidencias de su área de estudio, proponen además que una activa geodinámica externa por lo que los factores de disparo por sismo y se requiere un seguimiento continuo de la precipitación pueden actuar de forma evolución de los desplazamientos del independiente o conjunta, asignándose terreno (Barahona et al., 2013). por tanto a las condiciones geotécnicas, geomorfológicas y al arreglo litológico el valor más significativo en cuanto al SISMICIDAD HISTÓRICA DE LA análisis de inestabilidad de ladera se PROVINCIA DE GUANACASTE refiere; consideran que para las zonas de Costa Rica se encuentra en una baja pendiente el método Mora-Vahrson- región que está controlada principalmente Mora (Mora et al., 2002) no determina la por el choque de las placas del Coco y del susceptibilidad, sustituyendo el parámetro Caribe. Como consecuencia de esta de pendiente por un parámetro colisión, la placa oceánica del Coco se geomorfológico refuerzan la componente subduce por debajo de la placa del Caribe, geomorfológica con mayor peso al definir a lo largo de la Fosa Mesoamericana, a las zonas de susceptibilidad y a la vez velocidades que van desde los 70 mm por quitando el poco peso que resulta la baja año frente a Guatemala hasta poco más de

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90 mm al años frente a la Península de humanas. Tal es el caso del “Terremoto Osa. A lo largo de este límite de placas es de Cañas” del 24 de agosto de 1853, el donde ocurren, en Costa Rica la mayoría cual, según (Peraldo & Montero, 1999) de los terremotos de gran magnitud. Este fue generado por fallamiento cortical de ambiente tectónico hace que Costa Rica la zona Arenal – Tilarán. sea una región sumamente activa en Otros sismos tuvieron epicentro en términos de sismicidad, con fuentes otras provincias como por ejemplo en sísmicas de diverso origen y profundidad, Cartago o inclusive en Nicaragua, y dispersas por todo el país (Protti et al., provocaron daños en la provincia de 2001). Guanacaste. Un ejemplo de esto es el Sismos superficiales, con terremoto de 8 de setiembre de 1853, el profundidades menores a 40 km se cual daño la iglesia de Nicoya (González, presentan: a) asociados con la subducción 1910). Este no fue el único sismo que de la placa del Coco bajo la placa del dañó este templo, por lo que se da un Caribe y el bloque de Panamá; b) a lo indicio de que hay un efecto de sitio que largo de la zona de fracturas de Panamá; afecta en gran medida esta edificación, así c) como fallamiento intraplaca de esas mismo, los daños se deben a la calidad tres unidades tectónicas; d) como estructural de la construcción, la cual no actividad interplaca entre la placa del cumple los estándares necesarios que Caribe y el bloque de Panamá, tanto a lo indica el Código Sísmico de Costa Rica largo del “Cinturón Deformado del Norte CFIA (2003) que pretende disminuir de Panamá” como a lo largo de la zona de pérdidas y daños a la infraestructura por fallas que atraviesa la parte central de motivo de sismos entre otros procesos Costa Rica y e) asociada al arco volcánico terrestres. (Protti- Quesada, 1994; Protti et al., La sismicidad histórica que ha 2001). ocurrido en la zona de estudio y sus Se puede observar que en la zona cercanías, se presenta a manera de han ocurrido grandes sismos tanto resumen en el Cuadro 1 con la fecha, tectónicos como volcánicos, provocando observaciones de interés y la referencia de así daños materiales y hasta pérdidas la cual fue obtenido el dato.

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Los sismos para los que no se de Guanacaste, Bagaces, Cañas y Esparza tiene claro el lugar donde fueron se hundieron; para este sismo Peraldo & originados, no se tomaron en cuenta para Montero (1994) sugieren M >= 7.0 esta recopilación ya que solo se tomaron ubicado hacia el lado pacífico del país. los que se tiene certeza que ocurrieron en Cabe mencionar que para algunos la provincia de Guanacaste. Un caso de valores de magnitud e intensidad se sismos que no se incluye en esta desconoce los parámetros de escala recopilación es el sismo de 1781, para el utilizados. que, según González (1910), las Iglesias

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Cuadro 1

Sismos históricos de la provincia de Guanacaste.

Fecha Del Sismo Observaciones Referencia

3 de abril de Daños en la iglesia de Nicoya y Santa Cruz. Intensidad VII MM en Montero, 1989; 1826 Nicoya y VI a VII+ en Santa Cruz. Profundidad entre 0 y 70 km Peraldo & Montero, 1999

2 de octubre (2 Daños en Santa Cruz. Intensidad MM VII a VIII Peraldo & de noviembre?) Montero, 1999 de 1833

1840 Temblor en Guanacaste González, 1910

24 de agosto de “Temblor de Cañas” Intensidad MM en Cañas VII a VIII. Mw5,4 y 6,0. González, 1853 Destrucción parcial. Destrucción parcial y total de casas; 1910; Peraldo deslizamientos en gran parte de la montaña; grandes oquedades en la & Montero, tierra y apertura de grietas. Producido por fallamiento cortical en la 1999. zona Arenal – Tilarán. 8 de setiembre Sentido en Cañas, Filadelfia y Bagaces. En Liberia se sintió dilatado y González, 1910 de 1853 fuerte pero no causó daño. En Nicoya se dañó una capilla. Fue causado por un volcán diferente al que daño Cañas el 24 de agosto. 28 de marzo de Sentido en Cañas y Bagaces. Intensidad III en la escala Rossi-Forel González, 1910 1889 (Sacudida muy débil, sentida por muchas personas en reposo; bastante fuerte para que su duración o dirección sean apreciables) 21 de junio1900 Intensidad VII Escala Rossi – Forel (Sacudida bastante fuerte: caída de Protti et al., objetos movibles, las tapias se derriban, repique de las campanas en las 2001 iglesias, susto general, sin daños en los edificios). Daños en Nicoya, Filadelfia y Santa Cruz

20 de enero de Intensidad VII – VIII en la escala Rossi-Forel. (VII Sacudida bastante González, 1910 1905 fuerte: caída de objetos movibles, las tapias se derriban, repique de las campanas en las iglesias, susto general, sin daños en los edificios. VIII Sacuda muy fuerte: caída de las chimeneas, rendijas en las paredes de los edificios). En la Costa Pacífica el movimiento fue muy violento.

25 de abril de En Las Juntas de Abangares se sintió un temblor de regular intensidad. González, 1910 En Las Cañas lo sintieron débil. Peraldo & Montero (2010) proponen 1910; Peraldo el origen del sismo a una falla cercana a Las Juntas de Abangares. & Montero, 2010

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Continuación del cuadro 1

Fecha Del Sismo Observaciones Referencia

11 de julio de Intensidad MM VI en Nicoya y Filadelfia. Daños en Nicoya y Peraldo & 1910 Filadelfia. Sentido en Cañas y Santa Cruz. Peraldo & Montero (2010) Montero, 2010 le atribuyen la fuente del sismo a la subducción. 27 de febrero de “Terremoto de Papagayo” con epicentro en el Golfo de Papagayo. Climent et al., 1916 agnitud 7. Daños en Santa Cruz y se sintió muy fuerte en Nicaragua. 2003

5 de octubre de “Terremoto de Nicoya” IMM VIII, Mw entre 7,3 y 7.8. Miyamura, 1980 1950 Levantamiento de 1 m en la costa de la Península. Hubo daños en edificaciones. Generó un tsunami que afectó levemente la costa suroeste de la península de Nicoya.

22 y 23 de agosto Dos terremotos frente a la costa de Sámara. Ms 7.0. IMM IV. Sin Morales & de 1978 daños. Montero, 1984

26 de junio - 29 Golfo de Papagayo. IMM IV en Santa Cruz. Magnitud local 5.2. Se Morales & de junio y 14 de sintieron seis sismos. Montero, 1984 julio de 1980

25 de marzo de “Terremoto de Cóbano” IMM VIII, Mw 7,1. Hubo heridos y dos Barquero & 1990 fallecidos. Daños importantes en Cóbano, hubo licuefacción en las Boschini, 1991 zonas costeras cercanas al epicentro y un pequeño tsunami en Tambor y Montezuma.

Generación de tsunamis 7,8), estas zonas sísmicas se encuentran por debajo de la tierra (Península de Las zonas donde hay subducción Nicoya, Península Osa y sur de Limón). de placas son conocidas como Así, por ejemplo, la mayor área de generadoras de terremotos y tsunamis, sin ruptura en Costa Rica (la Península de embargo, para que estos últimos se den, Nicoya) es capaz de producir un se requiere que la zona sismogénica esté terremoto de Mw ~ 7,8 (Chacón & Protti, localizada en el mar. Este no es el caso de 2011). Costa Rica, ya que, a pesar de tener zonas de subducción en las costas del mar Sin embargo, los tsunamis Caribe y del Océano Pacífico que generan desencadenantes en las zonas grandes terremotos (Mw = 7,4 a Mw = sismogénicas de Costa Rica, son

110 pequeños inclusive para la mayor ciudad Históricamente, con los datos que portuaria, Puntarenas, en la que habitan presentan Fernández & Rojas (2000) y aproximadamente once mil personas y se Fernández et al. (1993), se puede encuentra asentada en una barra de arena observar que el sismo generado en de 7,5 kilómetros de largo con una altura Ecuador en 1906 afectó la zona costera máxima de 2 m por encima del nivel norte de Costa Rica, con la llegada de una medio del mar. Pero, debido a estas ola de 2,5 m - 5 m de altura. características geológicas y topográficas Según Chacón & Protti (2011) y hacen de Puntarenas una ciudad Miyamura (1980), el terremoto de Nicoya vulnerable ante los tsunamis generados en de 1950 generó un tsunami que afectó otras zonas sismogénicas. levemente la costa suroeste de la El área al oeste de la Estación península de Nicoya. Experimental Forestal Horizontes la cual Para el terremoto de Cóbanohubo fue estudiada por Camacho (2002) y un pequeño tsunami en Tambor y Murillo (2002), se ve influenciada por la Montezuma según Barquero y Boschini zona de convergencia entre las placas (1991). Y generó un tsunami que afectó Coco y Caribe, por lo que según levemente la costa suroeste de la Camacho (2002) se producen sismos de península de Nicoya. origen tectónico. Así mismo, Murillo (2002) menciona que los temblores El terremoto de Masachapa en poseen profundidades menores a 60 km y Nicaragua del 1 de setiembre de 1992, que pueden alcanzar magnitudes cercanas con parámetros Ms=7, Mb= 5,4 y con a 8 y aceleración horizontal máxima de epicentro localizado a 100 km al SW de entre 3,5 m/s2 y 4 m/s2 (Fernández & Managua y a una profundidad de 33 km; Rojas, 2000). Esto genera una gran provocó en Flamingo un ascenso de 4 m liberación de energía que representan un en el nivel del mar y un alejamiento de importante peligro para la población y el este, por lo que la mayoría de las desarrollo socio-económico que se está embarcaciones quedaron encalladas. En proyectando en el área. Junquillal, Salinas y las bahías Potero y Cuajiniquil se percibió el sismo y hubo un ascenso anormal del nivel del mar, sin

111 embargo, estas localidades no sufrieron corto plazo de generar lahares calientes, daños. En las Bahías El Coco y Hermosa ignimbritas y caída de bloques en las fue donde mejor se vio el levantamiento cercanías del cráter. del nivel del mar que subió 3,85 m Las erupciones históricas del Rincón de la (Fernández et al., 1993). Vieja han sido vulcanianas, estrombolianas, freáticas y freatomagmáticas acompañas de lahares; ACTIVIDAD ERUPTIVA DEL durante los últimos 4000 años han sido VOLCAN RINCÓN DE LA VIEJA netamente explosivas y plinianas (Soto et El volcán Rincón de la Vieja al., 2003).

El macizo volcánico Rincón de la Vieja es un escudo volcánico o Erupciones del volcán Rincón de la estratovolcán complejo (1895 m s.n.m), Vieja cubre una extensión de más de (300 km2) y su volumen se estima en (100-130 km3). Según Boudon et al. (1997) antes Se localiza 25 km al NNE de la ciudad de de 1995 fueron 14 las erupciones desde Liberia, entre las provincias de Alajuela y 1765, que se originaron en el cráter activo Guanacaste. En la cima se encuentra una que contiene una laguna caliente. laguna (1560 m s.n.m) de represamiento, De acuerdo con Kempter (1997) el que posiblemente se ha creado por las Rincón de la Vieja ha presentado eventos aguas meteóricas (Alvarado, 2008). importantes recientes como el registrado Kempter (1997), dice que ha en los depósitos de tefra Río Blanco hace habido cinco tipos de erupciones en el unos 3500 años, con un origen dacítico, Rincón de la Vieja, la primera (1) caldera presencia de escorias andesíticas y pómez formada por ignimbritas, (2) debris (erupción por mezcla magmática). El avalanches, (3) tefras sub-plinianas a aumento de material de tefra en depósitos plinianas, (4) flujos piroclásticos y recientes sugiere que el volcán se ha lahares y (5) flujos de lava. vuelto más explosivo. Con base en el volumen calculado y el tamaño de los Según (Alvarado et al., 2000) el granos se determinó la ocurrencia de una Rincón de la Vieja presenta peligro a

112 erupción subpliniana con una altura en la Erupción de 1966-1970 columna eruptiva de 16km generando un Paniagua (2002), describe depósito de unos 2,5x108 m3de materiales erupciones a partir de 1963 con emisión depositados principalmente al W- SW del de gases. Pero es hasta 1966 que se volcán. Este fue la última erupción donde presenta actividad con productos hubo material juvenil (Kempter, 1997) piroclásticos: ceniza, bombas y bloques. .Después de esta erupción el resto de Agrega que de 1970 a 1975 se erupciones han sido por erupciones presentaron erupciones de cenizas. freatomagmáticas (poco material juvenil o nulo) y el cono pudo haber sido destruido Krushensky & Spencer (1967) por erupciones freáticas subsecuentes escriben que las primeras erupciones de (Kempter, 1997). 1966 fueron vistas por los lugareños. Estas erupciones las consideraron De acuerdo con la tabla de Simkin principalmente compuestas de vapor de & Siebert (1994) se podría ubicar la agua y una pequeña cantidad dióxido de erupción con un VEI de 3-4, en la que se sulfuro. Para la erupción de ceniza da una inyección de material a la plantean que probablemente se dio poco troposfera substancial o importante, y antes del 17 de diciembre 1966, fecha en una inyección estratosférica posible a la cual los residentes locales notaron una segura, y capaz de producir nubes coloración gris lechosa del río Colorado, ardientes y flujos piroclásticos como son cuando normalmente es agua transparente observados en los depósitos por Kempter y potable. El 27 de diciembre de 1967, (1997). Si se utiliza la clasificación de Krushensky y Spencer llegaron a la unión Walker et al. (1973) para una erupción del río Colorado y Blanco y estos aún Supliniana puede existir un índice de presentaban una coloración gris. Según dispersión desde 5 hasta 500km2, Krushensky & Spencer (1967), el pH del dependiendo de la altura de la columna, agua no era apto para consumo humano, de la duración del evento y del diámetro animal o irrigación. Explican que la promedio de la ceniza. ceniza no fue un producto juvenil. Y que el área afectada por la ceniza no fue mayor a 2 km, el máximo espesor fue de

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1 cm pero en general fue de 0,5 cm, esto columna de materiales que se levantaban afecto algunos árboles y pastos en la parte sobre el volcán causando temor en la alta del volcán. población. Al día siguiente en los ríos Pénjamo y Niño (Pizote) de la vertiente El área de afectación se da entre norte aparecieron los peces muertos y se 10 a 12 km al SW, columnas negras y observaron una pequeña avalancha de densas de unos 5 km de altura (peces barro (Barquero & Segura, 1983). muertos en los ríos Colorado y Blanco) Kruchensky & Spencer (1967). También el señor Carlos Olivares Utilizando la tabla de Simkin & Siebert (Entrevista en Barquero & Segura, 1983) (2004) la erupción podría indicar un estilo informo que había presenciado desde de erupción del tipo vulcaniano. Guachipelín (finca al sur del volcán) una erupción el 21 de febrero a las 5:30 a.m. y Boudon et al. (1996), dice que los que la precipitación asociada al fenómeno productos no se extendieron a más de 2 era un poco ácida. km del cráter y cubre un área elíptica elongada al WSW y Soto et al. (2003), Según (Barquero & Segura, 1983), muestra un mapa de dispersión de las en sus visitas al volcán Rincón de la cenizas expulsadas durante el periodo de Vieja, describen algunos de los materiales 1966-1967, donde estas cubren desde el emitidos por el volcán, esos materiales centro de emisión hacia el oeste y son los siguientes: llegaron hasta el Golfo de Papagayo. • Bloques: distinguen dos áreas una al sur y otra al sureste. Al sur del cráter localizaron un área con Erupción 1983-1984 bloques (dentro y fuera de los El domingo 6 de febrero de 1983, cráteres) de diferentes tamaños, los habitantes de Dos Ríos de Upala, un cráteres de impacto y lapilli de 4 poblado localizado a 8 km al norte del mm de diámetro. Al suroeste volcán; Colonia Blanca, Colonia La encontraron cráteres de impacto y Libertad y Porvenir, localizadas bloques en su mayoría fuera de los aproximadamente a 8 km al este, cráteres, lo indica una inclinación escucharon retumbos y observaron una

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en el momento de la caída. Erupción de 1991 Además de bombas. Paniagua et al. (1996), escriben • Cenizas: afectan al sureste, hasta que el día 8 de mayo de 1991 a las 10:15 una distancia de 700 m desde el am, se generó una erupción cráter, donde la vegetación fue freatomagmática violenta con una destruida. Al sur la vegetación columna de ceniza que se elevó a una también se encuentra marchita por altura de aproximada de 15 Km encima la ceniza. Esta ceniza provoca un del cráter, además de grandes lahares en pequeño flujo por el río Pénjamo los ríos Pénjamo, Azul y Azufroso. Para afectando los peces (muerte de el día siguiente a la 1:22 pm escriben que peces), el pH lo miden en 3,5 en se generó un lahar que destruyo el puente febrero y en 4,1 en marzo. sobre el río Pénjamo. Por los materiales expulsados y su contenido de agua (Barquero & Segura, 1983), aseguran que estas erupciones Erupción de 1995 fueron de tipo freatomagmáticas. Del 6-9 noviembre de 1995 se

Paniagua (2002), describe para produjo una actividad hidromagmática 1984 erupciones freáticas violentas de donde se depositaron piroclastos y lodos corta duración que depositan materiales al hidrotermalizados, así como depósitos de SO del cráter, además de lahares. caída en la zona proximal al cráter. Bloques, bombas de corteza de pan y

fragmentos altamente vesiculados son las Erupción 1986-1987 evidencias de esta erupción. Hacia el flanco occidental fue transportada por los Paniagua (2002), para 1986 vientos predominantes desde el este, la describe una erupción freática de 6 min ceniza fina, cubriendo varios cientos de de duración, que expulso lapilli y km2 (Boudon et al., 1997). bloques. Y para 1987 la generación de lahares en los ríos Pénjamo y quebrada Con base en testigos oculares y Azufrosa debido a una erupción freática. telefilmes Boudon et al. (1997), hicieron una interpretación donde dicen que

115 producto de una erupción freática de bajo del cráter, interrumpiendo el tránsito de la ángulo, con flujos acuosos sobrecargados zona y dejando aislados algunos de vapor, agua caliente y sedimentos del habitantes. Varios habitantes fueron lago cratérico se produjeron flujos que se evacuados a un sitio a 9km al NO del dirigieron al flanco norte donde se cráter. Daños considerables en la zona. Se convirtieron en lahares calientes que reporta caída de ceniza por esta erupción alcanzaron hasta 7 km de distancia. hacia el oeste del volcán en la Península de Santa Elena (75 km de distancia), en el Según Boudon et al. (1997) la Océano Pacífico. actividad hidromagmática de 1995fue resultado de la interacción entre un cuerpo de magma superficial, el lago del Erupción de 1998 cratérico y el sistema hidrotermal activo. Los estudios geoquímicos en los Paniagua (2002), el 15 de febrero a las productos magmáticos e hidrotermales les 14:28 hora local, se reporta actividad por permitieron caracterizar esta interacción. erupción freática del cráter principal. Diez erupciones tuvieron lugar en las primeras Según Paniagua (2002), durante 15 horas de actividad y dos en las agosto se registran 42 erupciones de baja siguientes 13 horas. Durante el 15-17 de frecuencia y en setiembre 28 eventos de febrero numerosas plumas de vapor de la misma frecuencia, debajo de los 2,2 varios cientos de metros se elevaron Hz. Una erupción freatomagmática se encima del volcán. Generación de lahares generó el 6 de noviembre a las 15:04 y en los ríos Pénjamo, quebrada Azufrada y tuvo su máximo el 8 de noviembre donde Azul. Los vientos en febrero se dirigen se dieron 25 explosiones. Se observaron preferencialmente hacia el este como se columnas de cenizas y vapor de 1 y 4 km, detalla más adelante en este documento. respectivamente, encima del cráter. Así como eyecciones balísticas que se Para febrero de 1998, se generó un extendieron más allá de un kilómetro al lahar que fluyo por los ríos Pénjamo, norte. Estas eyecciones generaron lahares Azul y Azufrosa (Soto et al., 2003). en los ríos Pénjamo y Azul. El puente Además agrega las áreas de impacto: sobre el río Pénjamo fue dañado a 7 km cerca del cráter, con un radio máximo de 300 m va a presentar bombardeo de

116 bloques, la generación de lahares es hacia En el cuadro 2 se muestra un resumen de el norte en esta actividad y la caída de la actividad reciente del volcán Rincón de ceniza se dirige al W- WSW hasta 3 km la Vieja, sus productos, actividad y su la cual formo lapilli acrecional. afectación producto de estos eventos.

Cuadro 2

Resumen de la actividad eruptiva y su afectación

Año de Tipo de actividad y productos Afectación Referencias- actividad Comunicaciones escritas

Ceniza, bombas y bloques. Afectó la agricultura y la La República 18 ganadería en las zonas de de julio 1986; bajura guanacasteca. La República 19 Daños en las tierras de de febrero 1989. 1967 Curubandé y Guachipelín; se destruyeron algodonales y ajonjolí en las llanuras de Santa Rosa. Mató totalmente peces en los ríos Blanco y Colorado. 1986- Erupción freática. El área afectada era el lado La República 2 1987 sur y sureste del cráter de marzo de Ceniza, lapilli y bloques de 50x40cm. activo, donde encontraron 1987; material hasta 500m. Para 1987 hay lahares en los ríos Paniagua (2002) Pénjamo y quebrada Azufrosa. Erupción freatomagmática: una columna El lahar destruyó el puente Paniagua et al. de ceniza que se elevó a una altura de 15 sobre el río Pénjamo. (1996), 1991 Km encima del cráter, además de lahares en los ríos Pénjamo, Azul y Azufroso.

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Continuación cuadro 2

Año de Tipo de actividad y productos Afectación Referencias- actividad Comunicaciones escritas

Erupción freática: Bloques, columnas de Los río Pénjamo, Azul y Diario Extra, 18 vapor blanco de 200 m a 3 km de altura. Quebrada Azufrada son de noviembre de 1995 Retumbos. Lahares con velocidad de 23 afectados por los lahares. 1995; y 93 km/h. Los lahares dañaron el La Nación 8 y 9 La explosión principal ocurrida el 7 de puente sobre el río Pénjamo, Noviembre de noviembre (1:34 p.m.) originó una un camino vecinal y 256 1995; columna de ceniza y gases que se elevó 4 personas tuvieron que ser km sobre el cráter. evacuadas. La Nación 17 de febrero de 1998; Los días del 6 al 9 de noviembre presenta Días posteriores los ríos aun El Semanario actividad, con caída de ceniza, que se contenían sedimento del Universidad 24 presento a 68 km de distancia del volcán lahar. de Noviembre de y cubrió un área es de 11 000 km2. 1995; 150 familias aisladas en Buenos Aires de Upala Al Día 10 de producto del Lahar del río Noviembre de. Pénjamo. 1995; CNE (1995); Poblados afectados por los OVSICORI lahares: Buenos Aires, (1995); Paniagua Agroindustrial del sur y et al. (1996). asentamiento La Flor, Gavilán y la Vega. Daño en la vegetación y fauna silvestre. Erupción freática: expulsión de lodo, Un lahar descendió por los La Nación 17 de vapor, rocas y ceniza por la pared norte ríos Pénjamo, Azul y febrero de 1998; 1998 del cráter activo. Las columnas de agua quebrada Azufrosa. caliente y barro son de hasta 300-400 m La Nación 18 de de altura. febrero 1998. Lahar. Retumbos.

PELIGROSIDAD VOLCÁNICA las erupciones se puede comparar y proyectar cuáles serán los peligros y la En la peligrosidad volcánica se van a dirección de estos, como es el caso de la considerar dos eventos, la caída de ceniza generación de lahares. y la generación de lahares. Para el análisis de la afectación que tiene la ceniza se utilizara el efecto que tiene el clima

(viento, lluvia). Y con datos históricos de

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Efecto del clima en la ceniza grandes caen en las cercanías del volcán, mientras que las más pequeñas pueden Los principales factores que flotar y ser transportadas por los vientos a afectan la dispersión de ceniza según grandes distancias del centro de emisión Kaminski et al. (2011) son: (CENAPRED, 2013). - Fragmentación del magma El papel de la dirección y (diámetro de la ceniza) velocidad del viento es importante. En - Altura de la columna eruptiva algunas zonas del planeta, las direcciones (tipo de erupción ya sea del viento son estacionales, además la estromboliana, vulcaniana, velocidad y dirección del viento no es la pliniana, etc.) misma a distintas alturas como se observa - Composición de la ceniza en el diagrama ejemplo de la figura 2 - Condiciones atmosféricas haciendo que la dispersión de ceniza se de o Dirección del viento en distintas cantidades y en distintas o Lluvia – Humedad direcciones (Pering, 2010).

Las nubes de ceniza dependen del Dependiendo de las condiciones tamaño de la erupción, es decir, del atmosféricas, distintas zonas serían material lanzado a la atmósfera y el grado afectadas en mayor grado, aspecto que de fragmentación del magma. A mayor debe considerarse en los planes de fragmentación, las partículas son más evacuación y atención de la emergencia finas y mayor la altura de la nube eruptiva (Morales & Liao, 1999). alcanzada sobre el volcán. En este sentido, las nubes de ceniza no sólo pueden viajar cientos o miles de Cómo la ceniza afecta al clima kilómetros, si no que se mantendrá en la El principal efecto en el clima atmósfera por mayor tiempo (Kaminski et durante una erupción cerca de la fuente es al., 2011). la formación de lluvia ácida y tormentas

Las cenizas pueden permanecer eléctricas, esto ocurre debido a que las semanas (en algunos casos hasta años) en partículas que son arrojadas a la la atmósfera ya que las partículas más atmósfera son buenas para condensar

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gotas de agua. Los efectos a nivel Vientos alisios que afectan la mundial sólo ocurren cuando la explosión distribución de la ceniza es lo suficientemente fuerte como para Costa Rica en su totalidad está bajo expulsar el material a la estratósfera la influencia del régimen Alisio, los (USG, 2012). vientos alisios provienen del Mar Caribe y soplan sobre Costa Rica desde octubre - noviembre hasta mediados de mayo de cada año, con dirección suroeste, presentan velocidades de 2,5 a 5 m/s en época lluviosa y con máximos de 8 a 15m/s en época seca (Solano & Villalobos, 2009). Estos vientos alcanzan zonas de acción de hasta 5-8km de altura (Zárate, 1977).Al pasar hacia la vertiente

Figura 2. Ejemplo del cambio del vector magnitud y pacífica, los vientos alisios llegan secos y dirección del viento “W” con la altura, y dispersión de partículas asociadas al viento. Para W0 se observan valores con una alta velocidad, impidiendo el en superficie, W5 para valores a alturas de 5km (Erupción paso de las lluvias normales procedentes vulcaniana) y W16 para altura de 16km (Erupción sub- pliniana). del Océano Pacífico y secando la humedad acumulada en el ambiente El cambio en el clima depende del durante la estación lluviosa (Solano & tamaño de las partículas, si son gruesas Villalobos, 2009). Al disminuir los dejan entrar la luz del sol, pero no dejan vientos alisios, se impone nuevamente el salir la radiación, resultando en una Tierra régimen de precipitación del Pacífico más caliente (Efecto invernadero) pero si donde los vientos cargados de humedad las partículas son menores a 2 micrones descargan sobre las zonas montañosas y bloquean parte de la energía del sol y la llanuras (Solano & Villalobos, 2009). Tierra se enfría un poco. Los gases como

el CO2 que expulsa el volcanismo tan sólo producen el 3% aproximadamente

del total de CO2.

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Otros vientos que podrían afectar la hemisferios Norte y Sur (Zona de distribución de ceniza. confluencia intertropical) se aleja del ecuador y se acerca a Centro América Están los vientos sinópticos con (Zárate, 1977). componente desde el oeste en la tropósfera baja y media, productos de Como se observa en los mapas de la disturbios ciclónicos (sistemas de baja figura 3 el cambio en la dirección del presión, tormentas tropicales o huracanes) viento con la época del año es en el mar Caribe con afectación de alturas considerable, hasta el punto que podría promedio de 5km s.n.m. (Zárate, 1977) es alterar completamente la dirección de decir podrían afectar la distribución de propagación de partículas como la ceniza. ceniza.Para el mes de septiembre se da un De acuerdo con Lizano (2007) la entrada cambio importante en la dirección del de la época de transición altera viento en el Pacífico Norte donde considerablemente la dirección del viento. empieza a soplar con componente oeste Además es posible observar hasta noviembre que vuelven a influir los variaciones en la dirección del viento que vientos alisios (Zárate, 1977). curren diariamente como se observa en Además están los vientos oestes los dos mapas de predicción del tiempo ecuatoriales en la tropósfera baja, cuando de la figura 4. la confluencia de los vientos de ambos

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Figura 3. Velocidad del viento para el mes de Enero (A), donde se observa que los vientos predominantemente provienen del Este, para Abril (B) se mantiene una tendencia similar aunque la velocidad disminuye y para Julio (C) ya se empieza a ver una tendencia de vientos provenientes del Hemisferio Sur con direcciones hacia el Oeste que predominan en Octubre en la época lluviosa. Mapas modificados de Lizano (2007).

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Figura 4. Dirección del Viento para Costa Rica en el Pacífico y Caribe. Predicción para el 16 de Junio de 2014 a las 4 am soplando del este y luego a las 13:00h soplando tanto del este como del oeste creando una zona de confluencia en las montañas. Información satelital de Windfinder (2014).

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Datos y predicción del viento atmósfera libre en Costa Rica hasta los 35km de altura, datos obtenidos mediante Cuando se recurre a características radio sondas enviadas a la atmósfera o del clima locales, es fácil utilizar globos meteorológicos. Donde se observa estaciones meteorológicas ubicadas en los cambios en la velocidad del viento distintos lugares a lo largo de una región, zonal (Garbanzo, 2011). sin embargo estos datos actúan hasta cierta altura. Después de 2-5km de altura El viento es descompuesto en su por lo general el rango de acción de las componente zonal que fluye corrientes de viento y velocidades puede ecuatorialmente, oeste-este y componente cambiar, haciendo necesario utilizar otros meridional que fluye a lo largo de los métodos de medición como globos meridianos, sur-norte (Garbanzo, 2011). meteorológicos (con radio sondas) e Interesan únicamente los datos zonales información de satelital (MISEVICIUS, debido a la forma y dirección que 2011). presenta el país, son los vientos que inciden en el cambio de dirección del A continuación en las figura 5 se viento (Garbanzo, 2011). observa el comportamiento de la

Figura 5. Velocidad del Viento Zonal para la Atmósfera Libre sobre Costa Rica para los veranos del año 2004 al 2007 y el invierno del 2006, donde se observa una tendencia al aumento de velocidad después de los 10km de altura acercándose a la tropopausa y una diferenciación en los valores de velocidad en invierno debido a los cambios graduales de dirección en las épocas de transición. (Garbanzo, 2011).

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Figura 6. Dirección del Viento Zonal para la Atmósfera Libre sobre Costa Rica. En la imagen de radiosonda se observa como en verano los vientos soplan predominantemente desde el Este, mientras que en invierno dependiendo de la altura pueden soplar desde el Oeste. Modificado de Garbanzo (2011)

Como se observa en la figura 6 en Modelado de dispersión de Ceniza la tropósfera baja antes de 3km el viento Con base en esta información es poco variable y tiene una dirección recopilada por satélites y sondas provenientemente desde los 90 grados es meteorológicas, es posible formular decir desde el Este. (Garbanzo, 2011) modelos numéricos como el Global Estos cambios afectarán la dirección de la Forecast System (GFS), el cual es un nube de ceniza al hacer erupción un sistema de predicción meteorológica en volcán (Pering, 2010). tiempo real creado por la Administración En la región cercana a la Nacional Oceánica y Atmosférica de tropopausa (zona de transición entre la Estados Unidos (NOAA por sus siglas en tropósfera y la estratósfera) dominan los inglés). El mismo presenta una resolución vientos con un ángulo entre 45 y 135 es vertical que va desde los 1000hPa hasta decir entre NE y SE (Garbanzo, 2011). 0,27hPa de altura, esto quiere decir que cubre casi toda la atmósfera hasta el final

de la estratósfera a unos 50km de altura sobre el nivel del mar (NOAA, 2003). 125

Esta información puede ser viento hacen que la ceniza se disperse en posteriormente utilizada como medio para dos o más direcciones a una velocidad predecir el comportamiento de la diferente y con un tamaño de ceniza atmósfera, y en caso más específicos el distinto creando un rango de afectación comportamiento de partículas en al aire, diferente para cada dirección, con un especialmente cuando existen anomalías factor de peligrosidad asociado para cada en la atmósfera como un huracán población, formando un distinto espesor (NOAA, 2003). de material volcánico depositado en la cima y hacia los flancos del volcán. De Luego uniendo estos datos de la factores como estos también dependerá la atmósfera con información histórica o morfología de la cima del volcán, esto a científica sobre el comportamiento de un su vez repercute en que el mismo sea más volcán es posible crear mapas para la o menos propenso a un deslizamiento, predicción de dispersión de ceniza lahar o flujo piroclástico. Además del (Pering, 2010). viento dependerá en gran medida la Según Pering (2010) dependiendo tendencia al colapso de la columna o nube de la altura de la columna, y de la convectiva de ceniza (Pering, 2010). estratificación atmosférica presente en el sitio, pueden darse en ocasiones cambios en la dirección de la dispersión de ceniza, en caso que:

- La cantidad de ceniza disminuya o aumente. - Ampliación en el conducto - Inclinación del conducto - Altura del volcán - Altura de la columna eruptiva

Figura 7. Dispersión de Nube de Ceniza de Como se observa en el ejemplo de acuerdo a los distintos vectores de viento con la figura 7 la salida de ceniza es vertical distintas magnitudes y direcciones dependiendo de la altura. sin embargo se deja desplazar por el viento. Los cambios en los vectores del 126

Para expresar de mejor forma los datos de datos recopilados sobre erupciones e las erupciones acontecidas y dirección e información de Garbanzo (2011) sobre el intensidad de vientos en Costa Rica a comportamiento del viento en la grandes alturas se creó una tabla con atmósfera libre Cuadro 3.

Cuadro 3

Datos sobre el Viento y su comportamiento en la Atmósfera Libre.

Alturas Dir. Atmósf Vel. Vel. Observaciones viento era Verano Invierno FL Ft m km m/s m/s 70 7000 2133,6 2,1 Este Tropós 0-15 0-25 Vientos Alisios predominantes fera hasta 2km, velocidades variables baja por debajo de 3km 100 10000 3048 3,0 E 0-20 0-20 E 0-20 0-20 En invierno después de los media 5kmcambio de dirección hasta los 15km 200 20000 6096 6,1 E 0-20 0-20 Erupción 1966- 1970 5km de altura s.n.m. E, W* Tropós 0-20 0-20 *Dirección del viento W en fera invierno de 7km hasta Tropopausa alta 15km 350 35000 10668 10,7 NE - E - 20 0-40 Afectación de vuelos comerciales SE y W* entre 30 mil y 40 mil pies. W* en invierno E, W* Tropop 20 0-40 * W en invierno ausa 550 55000 16764 16,8 E 20 0-40 Erupción 16km de altura, 3000aP s.n.m. E Estrató 20 0-20 sfera baja 700 70000 21336 21,3 E 20 10-30 E 20-40 10-30 850 85000 25908 25,9 E, W* 40 0-30 *W en invierno E 40 0-30 950 95000 28956 29,0 E 40 0-30

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Modelo Hysplit Como se observa en los mapas de dispersión de ceniza de la figura 8a y 8b Mediante el sistema para generados por el modelo HYSPLIT, despliegue de Aplicaciones dependiendo de la altura a la cual ocurre Medioambientales y datos meteorológicos la erupción y la duración que tenga la READY, utilizando el modelo HYSPLIT erupción, así se generará una figura de de predicción de ceniza de la NOAA, el dispersión de ceniza para Costa Rica. Los cual cuenta con información del Global mapas fueron generados para un Forecast System, se modeló dos pronóstico de erupción sub-pliniana de escenarios de dispersión de ceniza a unos 16km de altura y una vulcaniana de alturas distintas tratando de recrear las 5km y 1 hora de duración para cada erupciones ocurridas en la historia erupción, utilizando datos del clima, reciente del volcán Rincón de la Vieja dirección y magnitud del viento actual para los primeros días del mes de junio. para el país. Al encontrarse Costa Rica en Se recreó una posible erupción vulcaniana medio de la transición a la época lluviosa, con una columna de 5km de altura, y una dependiendo de la altura, el viento fluye erupción sub-pliniana con una columna hacia el este o hacia el oeste, lo cual de unos 16km de altura. concuerda con la información que se Se ingresó en el modelo las alturas observó en la figura 6 de Garbanzo de las columnas y se indicó el tiempo que (2011). duraría la erupción y la duración de la Con información del clima en dispersión de ceniza. Por ejemplo en este tiempo real de las erupciones es posible caso se modeló una erupción de 1 hora y determinar si la ceniza pudiera afectar o 6 horas de dispersión posterior a la no ciertas zonas, dependiendo de igual erupción para observar el movimiento de forma del tipo y tamaño de erupción que la ceniza en función del tiempo. ocurra. Para los ejemplos recreados se Las alturas en los mapas se observa como tanto para la erupción sub- presentan en FL (Flight Level) o Altura plianiana como para la vulcaniana el de Vuelo que es básicamente la altura en sector de Horizontes se podría ver pies dividido por 100. Por ejemplo 32.000 afectado (Figura 3.8a, 3.8b, 3.8c, 3.8d). pies se traduce en FL 320 (IVAO, 2014).

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Figura 8a. Modelo de Dispersión de Ceniza HYSPLIT de la NOAA para el volcán Rincón de la

Vieja, con una erupción vulcaniana de 5km de altura para la época de transición seca a lluviosa. A las 18h (00Z) Como se observa el viento predominante sopla del Este al Oeste- Noroeste, sin embargo esta dispersión de ceniza cambiará con la altura. En las dos figuras inferiores se observa la dispersión en el momento de la erupción y seis horas después a media noche (06Z) a una altura de FL200 con vientos soplando hacia el Noroeste y hacia el Norte. Las dos figuras superiores presentan la dispersión de ceniza para una altura entre FL200 y FL350 al inicio de la erupción y seis horas después de la erupción con predominancia del viento soplando hacia el Noroeste. Encerrado en un círculo verde se delimita el sector de Horizontes.

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Figura 8b. Modelo de Dispersión de Ceniza HYSPLIT de la NOAA para el volcán Rincón de la Vieja, con una erupción sub-pliniana de 16km de altura para la época de transición seca a lluviosa ocurriendo a media noche. Como se observa el viento predominante sopla del Este al Oeste-

Noroeste por debajo de FL200, sin embargo esta dispersión de ceniza cambiará con la altura, como se observa entre FL200 y FL350 se da una confluencia de vientos haciendo que la ceniza no tenga dispersión preferencial (esto concuerda con los mapas de viento presentados en la figura 4), pero entre FL350 y FL550 se da un cambio en la dirección del viento soplando del Oeste hacia el Este afectando zonas al Este y Sureste del volcán, lo cual ejemplifica los cambios que podrían ocurrir ante una eventual erupción en un país tropical como Costa Rica. En el mapa inferior derecho se observa la mezcla de todas las alturas para 6 horas posterior a la erupción.

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Figura 8c. Modelo de Dispersión de Ceniza HYSPLIT de la NOAA para el volcán Rincón de la Vieja, con una erupción sub-pliniana de 16km de altura para la época de transición seca a lluviosa ocurriendo a media noche el 30 de Junio de 2014. Como se observa el viento predominante sopla del Este al Oeste- Noroeste por debajo de FL200, sin embargo esta dispersión de ceniza cambiará con la altura, como se observa entre FL200 y FL350 se da una confluencia de vientos haciendo que la ceniza tenga dispersión en ambos sentidos (esto concuerda con los mapas de viento presentados en la figura 4), y entre FL350 y FL550 se da un cambio en la dirección del viento soplando del Oeste hacia el Este afectando zonas al Este y Sureste del volcán. En los dos mapas inferiores se observa la mezcla de todas las alturas para 6 horas posterior a la erupción y para 12 horas.

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Figura 8d. Modelo de Dispersión de Ceniza HYSPLIT de la NOAA para el volcán Rincón de la Vieja, con una erupción sub-pliniana de 5km de altura para la época de transición seca a lluviosa y para el 30 de Junio de 2014 ocurriendo a media noche. Como se observa el viento predominante sopla del Este al Oeste- Noroeste por debajo de FL200. En el mapa a la izquierda se observa la ceniza después de 6 horas y a la derecha después de 12 horas de ocurrida la erupción.

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Lahares y avalanchas características típicas para incluirlo como un lahar. Uno de los productos más dañinos en lo que respecta a la actividad de este Hay registro de la presencia de volcán son los lahares, que en general se grandes flujos piroclásticos asociados a dirigen al flanco norte del volcán las Ignimbritas de Río Blanco que han afectando la fauna y pobladores de esta rellenado la caldera de Guachipelín al zona. Entre los ríos que presentan Suroeste, algunos de estos depósitos históricamente más afectación son el río afloran en Río Blanco al sur de la Pénjamo, quebrada Azufrada, Río Azul y Hacienda Guachipelín. Estas ignimbritas el afluente del río Cucaracho. Estos flujos podrían estar relacionadas a una antigua afectan la vida silvestre y marina de los caldera colapsada que se observa en la ríos. La población esta se ve ha visto falda sur del cráter Von Seebach afectada en diversas ocasiones, durante (Kempter, 1996). La depresión generada las erupciones de 1991 el puente sobre el por este deslizamiento se observa en la Río Pénjamo se destruyó por los lahares y figura 9 de sombras generada mediante el en 1995 solo se generaron daños. En la programa ArcGis. figura 9 se presentan los ríos que ha sido Presenta una forma de anfiteatro históricamente afectados por lahares. erosional con rumbo hacia el sur de unos El único dato de alteración en los 5km de diámetro, y sobre la cual se rige ríos en el sector sur es el reportado por una cordillera elíptica conectando los Krushensky & Spencer (1967), donde conos Santa María, Rincón de la Vieja, es describen que el Río Colorado, en además delimitado por el cráter activo y diciembre de 1967 y Blanco, presentaban el Von Sebach hacia el Norte, y hacia el una coloración gris y un pH del agua de Oeste está delimitado por la divisoria de 3,2. Sin embargo, esto es un aporte de aguas del río Quebrada Agria. Se cree fue ceniza bajo que no provoca mayor fuente de las Ignimbritas de la formación afectación y no presenta las Guachipelín (Kempter et al., 1996).

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Figura 9. Depresión del deslizamiento ubicada al S del Von Seebach, cordillera con dirección SW asociada al Volcán Rincón de la Vieja que podría explicar la razón por la cual no existen depósitos recientes aparentes de lahares hacia el Suroeste ya que funciona como barrera natural. Se señala la dirección predominante de dispersión de ceniza y gases en dirección W-SW y los sectores afectados por un posible deslizamiento con base en información recopilada por Barahona et al. (2001) de anteriores depósitos. Además se señalan los ríos que han presentado históricamente más afectación por acción de los lahares.

La razón para la presencia del cráter presenta un depósito más únicamente de lahares en el sector norte grueso y una mayor elevación de podría tener que ver primero con la materiales comparado con la parte norte, morfología del volcán donde la parte sur lo cual le podría dar dirección de los

134 flujos, además la presencia de la cordillera antes mencionada podría también influir ya que en cierta forma protege la ladera sur del cráter activo (Kempter et al., 1996). Como se observa en las figura 10 esta cordillera se eleva por encima de la ladera sur del cráter activo siendo esta altura probablemente Figura 10. Configuración de los Cráteres Modificado de bookcostarica.com (2014) suficiente para permitir que la dirección De igual forma el cráter activo con preferencial de los flujos piroclásticos y una gran erupción podría crecer en altura los lahares no sea hacia el Sur-Suroeste. lo suficiente como para sobrepasar esta Además la pared sur del cráter activo barrera natural permitiendo la formación presenta un mayor espesor y estabilidad de lahares en este flanco sur del volcán. mientras que es la pared norte la que Además la presencia de la Laguna pareciera ser más propensa a deslizarse Jilgueros de origen por represamiento, no ante una eventual erupción. Lo observado volcánico (OVSICORI, 2012) cerca de la concuerda con lo dicho anteriormente zona deslizada podría ser una fuente cuando se determinó la dirección potencial de peligro en caso que la pared preferencial del viento, lo cual hace que que la sostiene se deslice. los mayores espesores de ceniza se encuentren al Suroeste y Oeste, mientras Si se observa la morfología en el que hacia el Norte y el Este el Cráter mapa de pendientes generado figura 11 y Activo presenta una pared con un espesor en el mapa de sombras figura 12 el sector muy débil de material, lo cual si se aúna a norte presenta un relieve y una pendiente la gran humedad y clima imperante en la mucho más suave y menos rugosas que vertiente del Caribe, podría hacer que esta las encontradas en el sector sur del volcán pared sea propensa a colapsos, formación creando posiblemente una zona de menor de lahares y flujos piroclásticos. Sin fricción que permita desplazar más embargo esto no exime al sector sur de fácilmente y a una mayor distancia y peligro, como ya se determinó con la velocidad, flujos piroclásticos y lahares. presencia de un gran deslizamiento.

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Es hacia el Sur - Suroeste, donde el sus aguas ya que el viento dispersa de Río Blanco y Colorado se ven levemente igual manera los gases en esa dirección, afectados por depósitos de ceniza incluso pudiendo llegar la mortalidad dispersados por la dirección hasta el Río Tempisque según Soto et al. predominante del viento hacia el Oeste, (2003) afectando de esta manera la presentando además contaminación de Estación Experimental Horizontes.

Figura 11. Mapa de Pendientes.

Figura 12. Mapa de Sombras.

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Otros peligros asociados al viento La humedad calculada en la zona de estudio arroja un parámetro de humedad - Lluvia Ácida: en el caso de la de 2 considerando los promedios lluvia ácida, debido a que el área mensuales de precipitación de la estación de Horizontes presenta Santa Rosa, del IMN (M. Chavarría, com. esencialmente un clima seco, esc., 2014) y lo propuesto por Mora et al salvo en época lluviosa sería (1992). difícil observar este tipo de fenómenos. b. Parámetro de susceptibilidad litológica - Gases: La distribución de los (Sl) gases y creación de toda una zona En el cuadro 4 se muestra el valor muerta en las faldas suroeste del asignado a cada litología presente en el volcán Rincón de la Vieja área de estudio, estos valores son alcanzan los 10km de distancia, asignados de acuerdo a la composición sin embargo en caso de una mayor litológica de cada formación. expulsión de gases por ejemplo en caso que la laguna ácida colmate, Cuadro 4

el volcán podría desgasificar con Valor del parámetro de susceptibilidad mayor intensidad y las partículas litológica (Sl) podrían llegar hasta el sector de Formación Valor Sl Horizontes si el viento Rivas y Sabana Grande 4 predominante favoreciera en su Peridotita 4 dirección. Aluviones recientes 4 Tobas ignimbritas 3 Toba blanca 3 Toba gris 3 ZONIFICACION DE LA Lavas 3 Formacion Brito 4 SUSCEPTIBILIDAD A DESLIZAMIENTOS c. Parámetro de la pendiente Resultados El siguiente mapa (Fig. 13) muestra la a. Parámetro de humedad del terreno (Sh) distribución del parámetro de pendiente para el área de estudio.

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Figura 13. Zonificación del parámetro del ángulo de la pendiente para la zona de estudio en donde el valor 0 es para las pendientes más bajas y corresponde con el color verde y 6 para las pendientes más altas de color morado; los valores intermedios se aprecian en la escala de colores mostrada en el mapa.

d. Parámetro de disparo por lluvias e. Parámetro de disparo por sismo (Ss)

La precipitación máxima calculada para Para la zona de estudio se tomó en cuenta un periodo de retorno de 100 años es de la IMM, generada por el terremoto de 336,78 mm, calculada a partir de los datos Papagayo del 27 de febrero de 1916 la de precipitación de la estación cual fue de VIII (Climent et al., 2003) meteorológica de Santa Rosa, esta determina un Ss de 8 según Mora et obteniéndose así un valor de 4 para el al. (1992). Además con datos del LIS parámetro de disparo por lluvia, según lo (2012), sobre la aceleración provocada propuesto por Mora et al. (1992). con el sismo del 5 de setiembre del 2012 se realizó la valoración del parámetro de

disparo por sismo con un valor de 6 de

138 acuerdo a lo propuesto por Mora et al. Se generaron dos mapas de (1992). susceptibilidad a deslizamientos tomando en cuenta la I (Fig.13) y la aceleración Mapa de susceptibilidad a deslizamientos MM pico (Fig. 14).

Figura 14. Mapa que muestra la susceptibilidad a deslizamiento en la Estación Experimental Forestal Horizontes y alrededores. El parámetro Ds utilizado para generar este mapa corresponde con el valor de la

IMM. En color verde se muestran las zonas de muy baja susceptibilidad, el amarillo para baja, el rosado para moderada, el rojo para alta y el morado para la susceptibilidad muy alta.

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Figura 15. Mapa que muestra la susceptibilidad a deslizamientos en la Estación Experimental Forestal Horizontes y alrededores. El parámetro Ds utilizado para generar este mapa corresponde con el valor de la aceleración pico. En color verde se muestran las zonas de muy baja susceptibilidad, el amarillo para baja, el rosado para moderada, el rojo para alta y el morado para la susceptibilidad muy alta.

Figura 16. Porcentajes de área por unidad de susceptibilidad.

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Realizando una comparación de da una reducción evidente en las áreas de porcentajes de área por unidad de susceptibilidad alta en comparación con susceptibilidad (Fig. 16) entre los mapas, la misma susceptibilidad pero en el mapa lo más evidente que se puede observar es que se utilizó la IMM. como se muestra una diferencia Fotointerpretación significativa en cuanto a las áreas de moderada susceptibilidad, llegando a Para comprobar los resultados arrojados ocupar un 10,62 % del área total en el por el método MVM en lo que respecta a las zonas de muy alta susceptibilidad se mapa generado con la IMM (Fig.14), mientras que en el mapa generado con el realizó un observación a partir de fotos dato de la aceleración pico (Fig. 15) se aéreas del proyecto de 1956, escala 1:60 presenta un área de 16,79 % para la 000, en donde se aprecia claramente misma susceptibilidad. Esta diferencia se laderas de denudación de pendiente fuerte debe a que para el mapa generado en las zonas que presentan la más alta tomando en cuenta la aceleración pico se susceptibilidad a deslizamiento (Fig. 17).

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Figura 17: Foto interpretación de las zonas con muy alta susceptibilidad.

CONCLUSIONES educación para las personas que visitan y habitan en las zonas que se han visto A lo largo de la historia geológica afectadas y por el Principio de el territorio costarricense y en específico Uniformismo, se pueden ver afectadas en el guanacasteco, se ha visto afectado por el futuro. sismos de variada magnitud y como consecuencia ha habido personas El Código Sísmico de Costa Rica, fallecidas, daños a la infraestructura y con la implementación de los estándares algunos personas han quedado heridas. para las edificaciones, ha contribuido a que las construcciones que cumplan los Se han presentado tsunamis en las requerimientos, no sufran tantos daños costas de Costa Rica, y las costas del con los efectos de los sismos. Pacífico Norte, no son la excepción. Es por esto que se requiere una adecuada

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El templo de Nicoya se ha visto infraestructura de comunicación y afectado por muchos sismos generados transporte, entre otros. inclusive en lugares lejanos, por lo que se Si se logra en un futuro determinar puede concluir que la calidad de cuáles lugares tienen más probabilidad de construcción no es la recomendada y que ser afectados por la ceniza y otros lo afecta un efecto de sitio, el cual peligros volcánicos, y se toma en cuenta amplifica las ondas sísmicas y genera una la información meteorológica se pueden resonancia en la estructura y la daña en tomar las previsiones necesarias, anticipar mayor escala. problemas en las vías de acceso para Como se observa en los mapas de evacuar a los afectados e incluso trazar dispersión de ceniza generados por el ciertas normas para el uso del suelo. modelo HYSPLIT, dependiendo del Cabe destacar que la falta de variación en lugar, de la altura a la cual ocurre la los parámetros de disparo por lluvia y el erupción y dependiendo de la duración de humedad, hacen constantes sus valores que tenga la erupción, así el modelo para el área de estudio, esto implica que generará una figura de dispersión de en los cálculos de las metodologías ceniza para cada caso, que posteriormente aplicadas son los parámetros de puede ser utilizada para prever el susceptibilidad litológica, pendientes y comportamiento de las partículas disparo por sismos los que harán la volcánicas en la atmósfera. diferencia entre cada método. Los escenarios de riesgo creados con Con la aplicación del método Mora – el modelo HYSPLIT se pueden importar Varhson – Mora, el mapa de zonificación a un sistema de Información Geográfica de la susceptibilidad de deslizamiento (SIG) donde se obtienen la distribución muestra áreas desde baja hasta muy alta de los montos de ceniza que podrían caer susceptibilidad; las zonas con mayor y rangos de afectación, que podrían susceptibilidad se localizan hacia la parte contribuir a la creación de mapas de noroeste cercana a la región de Papagayo; amenaza que permitan visualizar la también, en la zona costera se presentan vulnerabilidad a la que se exponen las algunos acantilados con alta comunidades, actividades económicas, susceptibilidad. Para el resto de la zona

143 de estudio se divide en zonas de alta AGRADECIMIENTOS susceptibilidad principalmente en la parte Se agradece la colaboración a la norte y cerca del cauce del río Tempisque. Reserva Experimental Forestal Mayormente la zona de estudio presente Horizontes (ACG), a su personal y a la una muy baja susceptibilidad. bióloga María Marta Chavarría, por su La distribución de la susceptibilidad apoyo en el transporte y hospedaje muestra que el parámetro de la pendiente durante los días de trabajo de campo representa la mayor influencia en el realizado en la zona. Se agradece la método, y en segundo lugar el parámetro colaboración al personal de la Biblioteca litológico. Nacional Miguel Obregón Lizano, por su amable y pronta atención. Así como al Se presenta una diferencia en la geólogo Msc. Geovani Peraldo, por su distribución de la susceptibilidad guía en la realización de este trabajo. moderada y alta, en los mapas generados con el parámetro de disparo por sismo a partir de la I y de la aceleración pico. MM Para el mapa generado a partir de la IMM se aprecia una mayor distribución de susceptibilidad alta en comparación con el mapa generado por la aceleración pico que representa estas zonas con una susceptibilidad moderada. Las similitudes presentes son regidas por la fuerte pendiente y las zonas planas; la diferencia es producto del valor asignado al parámetro de disparo por sismo calculado a partir de la aceleración pico y la IMM.

Para la zona de estudio se considera que la aplicación del método MVM se adapta a la realidad del área, debido a que coincide con la fotointerpretación.

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Mapa Geológico Estación Experimental Forestal Horizontes, Guanacaste.

358000 360000 362000 364000 366000 368000

0 0 8 240 2 1 2 100 220 0 2 22 0 1

220 2 2 0

180 120 308000 308000 220

200 220 100 2 20 + - 120

220

8 80 160

306000 - 306000 + 180

160 +- 100 140 120

Simbología: 200

1 140 60 80

140

Fallas Falla Bejuco 100 304000 304000

200 40 Área de estudio 1 + - 200 140 60 140 0 Calles 1 2 200 140 -

200 0 16 160 +

0 0 2 Ríos 180 200 Falla Barbudal

1 200 6 0 Curvas de nivel 302000 302000 160

0 8 Falla quebrada1 El Jobo +- + -

180

16 0 160 100 0 Falla Las Mesas 14 100

180 180 Unidades Litológicas 300000 300000 160 140

160 160 Mb. Salitral

Falla LosAhogados

100 U. Río Colorado + - 100

160 U. Santa Rosa 100 298000 298000

0 U. Poza Salada 1 2 160 0 40 12 100 80 U. Nacascolo 120

160 140

U. Bagaces Intermedio 120 40 1

358000 360000 362000 364000 366000 368000 296000

1:25.000 Km 00,5 1 2 3 4