En un reciente trabajo publicado en Geoscience Frontiers investigadores de nuestro instituto, en colaboración con el Instituto Geofísico y Sismológico Ing. Volponi de la Universidad Nacional de San Juan, han dado a conocer interesantes apreciaciones sobre el volumen de los derrames basálticos de Payenia sobre la base de datos geofísicos.

Esta provincia volcánica cuaternaria de Payenia se encuentra en el sur de las provincias de Mendoza y Neuquén en el centro-oeste de Argentina y se caracteriza por su composición basáltica dominante. La provincia volcánica cubre un área mayor a 40.000 km² y su origen y evolución ha sido el foco de estudios recientes. En el presente trabajo se analizaron los datos de gravedad junto con cálculos precisos de los volúmenes volcánicos con el fin de investigar la estructura del subsuelo de la provincia volcánica de Payenia.

El volumen de material se calculó utilizando modelos de elevación digital y técnicas basadas en sistemas de información geográfica (SIG). Sobre esta base se estimó el volumen de material que entró en erupción y luego, con esos valores, se hizo una estimación del material intrusivo asociado que podría haberse emplazado dentro de la corteza. Los resultados de los cálculos se compararon con diferentes secciones 2D construidas para modelar los datos de gravedad y comparar con la gravedad satelital observada. Después de evaluar los diferentes modelos generados para lograr una  coincidencia con los datos de gravedad observados y el material del subsuelo calculado, se seleccionó aquel que presentaba un mejor ajuste con los datos disponibles. Los resultados indican claramente que la litosfera se atenúa por debajo de la región.

Se han discutido dos modelos de densidad posibles para explicar la gravedad observada: uno introduce un adelgazamiento de la corteza terrestre, y otro sin adelgazamiento cortical pero teniendo en cuenta el emplazamiento de una importante cantidad de material máfico dentro de la corteza. Este último modelo requiere una gran cantidad de material equivalente a un cuerpo de 13 km de espesor para que coincida la gravedad modelada con la observada. Este espesor es incompatible con los cálculos de volumen realizados previamente. El estudio demuestra que con una relación extrema de la tasa de material intrusivo-extrusivo de 16: 1, el espesor de material  en el subsuelo sería de alrededor de 4 km, que es un valor muy inferior al requerido para que coincida con los datos de gravedad, si sólo se tiene en cuenta la presencia en subsuelo de material denso. Este resultado muestra que el adelgazamiento de la corteza es crucial para explicar los valores de gravedad y el material más denso subsuperficial por sí mismo, no puede explicar los datos de la gravedad. Sobre esta base se concluye que un modelo mixto donde se incorpore material denso en el subsuelo y corteza adelgazada explica mejor lo observado. En la sección 2-D se incorporó un cuerpo más denso 4 km de espesor y luego se ajustó la base de la corteza para que coincida con la gravedad observada. Este modelo explica las observaciones de gravedad y es compatible con los cálculos de volumen volcánico junto con las estimaciones de la relación con materiales intrusivos. En este último modelo también se incorpora la geometría de los puntos más calientes de material, además del análisis espectral de anomalías magnéticas que permite la evaluación de la profundidad a la temperatura de Curie, que se asocia con cambios en la distribución vertical de temperaturas en la corteza.

El adelgazamiento de la corteza predicho debe mostrar un escenario similar al inferido por las anomalías magnéticas. La isoterma de Curie es menos profunda en el área de estudio hacia el antepaís, lo que indica un flujo de calor más alto bajo la Payenia y apoya el modelo propuesto que muestra que hay una zona de atenuación de la corteza terrestre. Por otra parte, el análisis geoquímico de las rocas volcánicas de Payenia hecho por otros autores, indica que se produjo una amplia fusión de la corteza inferior, que estuvo vinculada probablemente con el bajo espesor del manto litosférico y precalentamiento de la corteza inferior anterior al volcanismo mio-plioceno. Estos estudios también sugieren un litosfera más delgada en la región occidental de Payenia en comparación con la del este, una característica que también se observa en los datos geofísicos. Este episodio de adelgazamiento cortical podría estar relacionado con un ambiente extensional que es posterior al episodio de somerización de la  losa oceánica entre los 8 y 4 Ma y estaría relacionado con un empinamiento de la losa que favoreció la entrada de material caliente en la cuña astenosférica.
Para mayores detalles se remite a los interesados al trabajo original.
Spagnuolo, M.,  Folguera, A. , Orts, D., Gímenez, M. y Ramos, V.A. 2015. Payenia Quaternary flood basalts (Southern Mendoza, Argentina): Geophysical constraints on their volume. Geoscience Frontiers (en prensa).
 
Keywords: Payenia, gravimetric model, plume, volcanic volume, uplift, basaltic province, retroarc, Andes