Conditions for caldera collapse in complex volcano-tectonic settings
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Date
2025
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Abstract
Comprender los mecanismos y las condiciones que gobiernan la formación de calderas es crucial para avanzar en la evaluación de riesgos volcánicos, la exploración de recursos y nuestro conocimiento de los procesos volcánicos. Los modelos analógicos y numéricos han proporcionado valiosas perspectivas sobre las estructuras y procesos asociados, en condiciones que de otra manera sería difícil acceder. Sin embargo, estos modelos a menudo se basan en suposiciones simplificadas y no consideran las complejidades del sistema magmático ni las interacciones volcánico-tectónicas. Esta tesis investiga la interacción entre la geometría de la cámara magmática, los esfuerzos tectónicos regionales, la presión de fluidos en los poros y las estructuras regionales pre y post colapso en el control de la evolución de las calderas de colapso en contextos volcánico-tectónicos complejos. A través de un enfoque integrador que combina experimentos analógicos y modelos utilizando el Método de Elementos Discretos y el Método de Elementos Finitos, esta investigación explora cómo estos factores influyen en las condiciones de esfuerzo requeridas para la nucleación de fallas, los umbrales de colapso y la arquitectura de las fallas. Este estudio revela que las cámaras magmáticas apiladas verticalmente dentro de sistemas transcorticales tienen más probabilidades de generar condiciones de esfuerzo favorables para la nucleación de fallas de caldera. El régimen extensional favorece fallas de mayor ángulo y, combinados con la presión de fluidos en los poros, inicios de colapso más tempranos, mientras que el régimen compresional retrasa el colapso y promueve fallas de ángulo más bajo. Las estructuras regionales pre y post colapso, pueden promover la reactivación de fallas, influir en el umbral del colapso y, dictar la forma de la caldera y su arquitectura interna. Estos resultados proporcionan nuevas perspectivas sobre la mecánica del colapso de calderas, destacando la importancia de los factores geológicos regionales y locales en su evolución. Al integrar observaciones de campo con técnicas de modelado de vanguardia, esta tesis contribuye a un marco más completo para comprender los sistemas de calderas en diversos ambientes volcánico-tectónicos y condiciones corticales.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025