Revista Geológica de América Central

Cambios en vegetación debido a la actividad volcánica, caso de estudio: el caso del Volcán Turrialba, Costa Rica, durante el período eruptivo 2014-2017

Abstract Since October of 2014, the Turrialba volcano began an eruptive cycle involving phreatic and phreatomagmatic eruptions. These eruptions signal an important change in behavior of this volcanic system which between 1886 and 2014 was limited to exhalative activity with isolated phreatic eruptions in 2007 and 2011. Overall, this activity involves physical and chemical changes that affect vegetation and fauna, as well as population centers. This situation is therefore of public interest. Thus, controlling and assessing these changes in order to determine possible affected areas is necessary to manage hazards. A remote sensing approach is shown in this paper using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Normalized Burn Ratio (NBR) to assess the change in vegetation of the surrounding areas close to the crater. This study was done for the period of 2014 to 2017 with Landsat 8 images. A noticeable change is shown for the 2014 to 2016 period, but a more significant one is shown for the 2016 to 2017 period with an increase of the percentage of affected vegetation.

Resumen Desde octubre de 2014, el volcán Turrialba comenzó un ciclo eruptivo con erupciones freáticas y freatomagmáticas. Estas erupciones indican un cambio importante en el comportamiento de este sistema volcánico que en el periodo entre 1856 y 2014 se limitaba a actividad exhalativa con erupciones freáticas aisladas en 2007 y 2011. Esta actividad conlleva cambios físicos y químicos que afectan vegetación, fauna y centros de población. Esta situación es de interés público por lo que es necesario controlar cambios producidos para determinar posibles áreas afectadas. Este documento muestra un enfoque de teledetección que utiliza los índices de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI por sus siglas en inglés) y Normalizado de Calcinación (NBR por sus siglas en inglés) para medir cambios de la vegetación en áreas cercanas. El período de estudio comprende del 2014 al 2017 y utiliza imágenes del satélite Landsat 8. Se muestra un cambio en la vegetación del 2014 al 2015 pero uno más significativo se presenta del 2016 al 2017 con un incremento en el porcentaje de vegetación afectada.

Análisis de la distribución espaciotemporal de la caída de cenizas del Volcán Turrialba (2010 - 2018), Costa Rica: isofrecuencia, volumen y afectación

Resumen El volcán Turrialba inició su periodo eruptivo a inicios del 2010 (área con reportes de ceniza: 624 km2) y se ha mantenido hasta el presente (agosto, 2018), aunque la mayor actividad se dio a finales de octubre del 2014, incrementándose paulatinamente hasta alcanzar un máximo en el 2016 (12 887 km2) es decir, en seis años, el área de impacto por caída de ceniza aumentó 21 veces su tamaño, para disminuir a partir de ese año. De acuerdo con los mapas de isofrecuencia de caída de cenizas, se determinó que la Gran Área Metropolitana, al SW del volcán, fue el área del país más afectada por caída de ceniza (87,8 % de los reportes), entre los que se destacan, Coronado, Guadalupe, Moravia, San Pedro de Montes de Oca, Curridabat, Zapote, Tibás y San José. Le siguen, de lejos, sectores localizados en dirección NW (7,2 %), así como SE y NE (2,9 % y 2,1 %), respectivamente. Los meses de mayo y octubre fueron donde se presentaron mayor cantidad de erupciones. Referente a los efectos de las cenizas en el tránsito aéreo, del total de erupciones relevantes en el Turrialba, solo un 0,5 % ameritaron el cierre del tránsito aéreo en el aeropuerto internacional Juan Santamaría, que correspondió a un 53 % de las veces que se registró ceniza en Río Segundo. El aeropuerto Tobías Bolaños, mereció tan solo un 8 % de los cierres con respecto a los reportes de caída de cenizas. Si se extrapola hacia donde se planea construir el futuro aeropuerto Internacional Metropolitano de Costa Rica (Orotina), se registraron un total de 6 reportes por caída de ceniza para el periodo 2010 - 2017, por lo que se podría especular que se habría necesitado tan solo 1 o 2 veces el cierre del tránsito aéreo. Una estimación cruda del volumen total de cenizas sería de 8,5 ± 0,5 x 106 m3 (0,008 - 0,009 km3), el cual, a pesar de ser un volumen eruptivo muy pequeño, sin embargo, generó pérdidas económicas cuantiosas.

Abstract The Turrialba volcano began its eruptive period at the beginning of 2010 (area with reports of ash: 624 km2), which has been maintained until the present (August 2018). The highest activity occurred at the end of October 2014, gradually increasing until reaching a maximum in 2016 (12,887 km2) that is, in six years the impact area due to ash fall increased by 21 times its size, and decreased from that year onward. According to the isofrequency maps of ash fall, it was determined that the Great Metropolitan Area, in the SW direction, was the area of the country most affected by ash fall (87.8 % of the reports). This area includes Coronado, Guadalupe, Moravia, San Pedro de Montes de Oca, Curridabat, Zapote, Tibás and San José. It is closely followed by sectors located in the NW direction (7.2 %), as well as SE and NE (2.9 % and 2.1 %), respectively. The months of May and October were when there were more eruptions. Regarding the effects of the ashes on air traffic, of the total number of relevant eruptions in the Turrialba, only 0.5 % merited the closure of air traffic at the Juan Santamaría International Airport, which corresponded to 53 % of the time ash was recorded in Rio Segundo. The Tobías Bolaños airport, merited only 8 % of the closures with respect to the reports of ash fall. A total of 6 reports of ash fall were recorded from the period 2010-2017 for the planned location of the future Metropolitan International Airport of Costa Rica (Orotina), so it could be speculated that it will only require 1 or 2 air traffic closures. The estimated total ash volume is 8.5 ± 0.5 x 106 m3 (0.008 - 0.009 km3), which, despite being a very small eruptive volume, generated considerable economic losses.

Reevaluación del holotipo de “testudo” costarricensis, una supuesta tortuga del oligoceno o mioceno inferior de Costa Rica

Abstract “Testudo” costarricensis was described as a basal tortoise from the Oligocene or lower Miocene of Costa Rica and considered as evidence of a migration of tortoises from North America to South America to provide an ancestor to the modern genus Chelonoides. However, this was based on an incorrect reconstruction of the holotype carapace and plastron of continental T. costarricensis, which, when corrected, is identical to the North American Oligocene tortoise Oligopherus laticunea. Furthermore, there are no continental sedimentary rocks of Oligocene to Miocene age at the purported type locality nor does the matrix associated with the holotype of T. costarricensis match any sediment found there. T. costarricensis thus, apparently, is not a tortoise from the continental Miocene of Costa Rica. Instead, it was likely based on a specimen of Oligopherus laticunea from the United States.

Resumen “Testudo” costarricensis se describió como una tortuga basal del Oligoceno o Mioceno Inferior de Costa Rica y se consideró como evidencia de una migración de tortugas de América del Norte a América del Sur para culminar con el género Chelonoides moderno. Sin embargo, esto se basó en una reconstrucción incorrecta del caparazón holotipo y el plastrón de T. costarricensis continental, que, cuando se analiza, es idéntica a la del Oligoceno norteamericano Oligopherus laticunea. Además, no hay rocas sedimentarias continentales de edad Oligoceno a Mioceno en la localidad del tipo del pretendido hallazgo, ni la matriz asociada con el holotipo de T. costarricensis concuerda con ningún sedimento encontrado allí. T. costarricensis, por lo tanto, parece no corresponder con una tortuga continental del Mioceno de Costa Rica; en su lugar, al parecer corresponde probablemente con un espécimen de Oligopherus laticunea de los Estados Unidos.

Primer registro fósil de atherinella sp. (pisces, teleostei, atherinopsidae) para el plioceno inferior de Costa Rica, América Central

Resumen Se describe un espécimen fósil de Atherinella, colectado en capas de tobitas del Plioceno Inferior de la Formación Bagaces, aflorantes en las proximidades de la ciudad de Las Juntas en la provincia de Guanacaste. El hallazgo sugiere un ambiente estuarino de aguas salobres, lo que es concordante con observaciones previas fundamentadas en el registro fósil de invertebrados marinos de otras localidades de esta misma formación. Este nuevo registro fósil es importante, pues ayuda a comprender la distribución biogeográfica actual de dicho género, la cual probablemente obedeció a eventos tectónico.

Abstract A fossil specimen of Atherinella collected from Lower Pliocene tuffites deposits of the Bagaces Formation outcropping near of Las Juntas city, in Guanacaste province, is described. This found suggests a brackish estuarine environment which is in concordance with the previous observations based on the fossil record of marine invertebrates from other locations of this formation. This new record fossil is important to understand the recent biogeographic distribution of genus, which it probably was due to tectonic events.

Depósitos someros de acumulación de conchas afectados por tormentas en el Pacífico Central de Costa Rica, formación punta Carballo, mioceno

Resumen En los afloramientos de la playa Doña Ana - Formación Punta Carballo, Mioceno - se reconocen tempestitas proximales, depositadas en una plataforma somera (bahía protegida), afectada episódicamente por tormentas fuertes. Se preserva una comunidad constituida principalmente por bivalvos del género Atrina, con evidencias de exhumación y remoción, sobreyacida por al menos seis niveles de acumulación de conchas de espesor centimétrico a decimétrico, que contienen diferentes especies de moluscos (bivalvos, gasterópodos y nautiloideos), cangrejos (fragmentos de caparazón y tenazas), dientes de tiburón, así como restos de troncos y ramas carbonizados. Se observan estructuras típicas de tormentas como estratificación cruzada y HCS, gradación positiva, orientación, imbricación, estructuras de relleno, erosión e hiatos.

Abstract Outcrops at Doña Ana beach (Punta Carballo Formation, Miocene) exhibit proximal tempestites that formed in a shallow platform environment (protected bay) which was episodically affected by strong storms. The preserved fauna in the first layer is mainly composed of bivalves of the Atrina genus and show evidence of exhumation and reworking. Six shell-rich beds, which overlay the first layer, are comprised of mollusks (bivalves, gastropods and nautiloids), crabs (carapace fragments and pincers), shark teeth, and carbonized wood fragments and range in thickness from centimeters to decimeters. These beds also exhibit characteristic storm-associated structures, such as cross stratification, hummocky cross stratification, positive gradation, orientation, imbrication, filling structures, erosion, and hiatus.

Conductividad hidráulica en dos sitios del Valle Central de Costa Rica: análisis comparativo de tres metodologías de ensayo en la zona no saturada

Resumen Se presentan los resultados de 15 ensayos de conductividad hidráulica realizados en la zona no saturada con los métodos del permeámetro Guelph (PG), método de Porchet (MP) y doble anillo (DA) en dos puntos con un suelo limoso en la finca del AYA en Alajuela y en tres sitios con un suelo limo-arenoso en las instalaciones deportivas de la UCR. Valores de conductividad hidráulica saturada de campo K fs fueron obtenidos a partir de diferentes metodologías de cálculo. Los tres métodos de ensayo consiguen registrar una mayor permeabilidad en los suelos de la UCR, coincidente con un comportamiento más arenoso. En términos comparativos, las estimaciones de K fs son mayores para el procedimiento de Doble Anillo, seguidas por las estimaciones hechas con el Método de Porchet y, finalmente valores menores fueron obtenidos para el Permeámetro Guelph. Esta misma tendencia ha sido reportada en la literatura internacional. Los autores de este trabajo interpretan que los menores valores obtenidos con PG responden a la inclusión de efectos capilares en las ecuaciones de cálculo de K fs y, principalmente a cortos periodos de saturación y monitoreo durante la ejecución de los ensayos MP y DA.

Abstract This article presents a comparative analysis of 15 hydraulic conductivity field tests performed in the vadose zone at two sites in Central Valley of Costa Rica, characterized by silt and sandy-silt soils. Conductivity tests included Guelph permeameter (GP), Porchet (PM) and Double Ring (DR) methods. All three methods indicates higher field saturated conductivity (K fs ) values at sandy-silt soils as expected. Calculated K fs values show the same trend reported in various scientific publication were DR >PM>GP. Authors interpreted lower values of K fs obtained for GP as the result of: consideration of capillarity effects in the mathematical formulation, and more importantly the effects of short periods of pre-saturation and monitoring, during execution of PM and DR tests.

Geología de la hoja paraíso (1:10 000), Costa Rica

Resumen Este trabajo presenta los datos derivados del cartografiado geológico de la hoja Paraíso (3445-IV-23), escala 1:10 000, ubicada dentro del Valle Central de Costa Rica, junto con los aspectos estructurales e hidrogeológicos de mayor relevancia. En general se determinó la existencia de un basamento rocoso asociado a la Formación Pacacua del Mioceno Superior, sobreyacido discordantemente por materiales provenientes del paleovolcán Irazú, relacionados a la Formación Paraíso del Pleistoceno Medio y a la Formación Reventado del Pleistoceno Superior. Debido a las condiciones climáticas y a la composición de los materiales volcánicos se ha desarrollado la unidad Capa de Laterita el Rincón, la cual aflora en la mayor parte de la hoja. Estos materiales son sobreyacidos discordantemente por los Depósitos Aluviales del Pleistoceno Superior y por los Depósitos Lacustres, mientras que los Depósitos Aluviales Actuales sobreyacen discordantemente a los materiales anteriores debido a cambios en el nivel base de los ríos producto de la tectónica activa en la región. Según observaciones morfológicas se plantea un modelo estructural con un eje de esfuerzos de orientación N-S, compuesto por fallas inversas de orientación E-W, con fallas de desgarre asociadas con orientación NE-SW y NW-SE. El modelo hidrogeológico está conformado por dos acuíferos asociados a coladas de lava, con capacidad intermedia y afectado por los efectos de la actividad tectónica en el sector E de la hoja.

Abstract This paper presents the data derived from the geological mapping of the Paraíso sheet (3445-IV23), 1:10.000 scale, located within the Central Valley of Costa Rica, together with the most relevant structural and hydrogeological aspects. In general, the existence of a rocky basement associated with the Pacacua Formation of the Upper Miocene, discordantly overlain by materials from the Irazú paleovolcano, related to the Paraíso Formation of the Middle Pleistocene and to the Reventado Formation of the Upper Pleistocene was determined. Due to the climatic conditions and to the composition of the volcanic materials the unit El Rincón Laterite Bed has been developed, which appears in the greater part of the sheet. The above materials are overlaid discordantly by the Upper Pleistocene Alluvial Deposits and by the Lacustrine Deposits, whereas the Current Alluvial Deposits overlap discordantly to the previous materials due to changes in the base level of the rivers produced by the active tectonics in the region. According to morphological observations, a structural model with an axis of N-S orientation stresses, consisting of E-W orientation inverse faults, with shear faults associated with NE-SW and NW-SE orientation is proposed. The hydrogeological model is formed by two aquifers associated with lava flows, with intermediate capacity and affected by the effects of tectonic activity in the sector E of the quadrangle.