ARTÍCULOS

Sedimentología y evolución del campo de dunas de Médanos Grandes (provincia de San Juan, Argentina)

 

Alfonsina Tripaldi

Dto de Cs. Geológicas, Universidad de Buenos Aires. Pabellón II, Ciudad Universitaria, C1428EHA, Buenos Aires, Argentina - CONICET E-mail: alfo@gl.fcen.uba.ar

Recibido: 9 de mayo de 2001.
Aceptado: 25 de marzo de 2002.

 

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Resumen

El campo eólico de Médanos Grandes, sudeste de la provincia de San Juan (Argentina), es uno de los más extensos del país y está formado por distintos tipos de dunas, principalmente transversales y longitudinales. Junto a éstas aparecen grandes megaformas eólicas o draas, de hasta 70 metros de altura y 2000 metros de espaciamiento. El análisis de imágenes satelitales permitió identificar cinco unidades geomorfológicas caracterizadas por geoformas de diferente morfología, tamaño, orientación y dirección de migración. En la unidad geomórfica 1 (UG1) se incluyen draas de crestas transversales (orientadas al azimut 150º), ligeramente sinuosas, con dunas menores sobreimpuestas. La disposición de sus caras de sotavento indica que este conjunto se desarrolló a partir de paleovientos del sudoeste. En la conformación de la UG2 aparecen también draas transversales con dunas asociadas, sin embargo en este caso la orientación de los primeros evidencia paleovientos del noreste. Por otro lado, las dunas menores se disponen de forma oblicua y se habrían, por lo tanto, formado con posterioridad. En la UG3, ubicada en el centro del campo eólico, se destaca la presencia de grandes hoyos de deflación, de hasta 1000 metros de diámetro y 50 metros de desnivel con respecto a las dunas adyacentes. Así mismo, esta unidad se caracteriza por un diseño enrejado de médanos, resultado de la interferencia de las crestas de los draas pertenecientes a las unidades 1 y 2. La UG4 comprende dunas longitudinales, de hasta 40 metros de altura y 150 metros de espaciamiento, que se asocian a pequeñas dunas transversales. La disposición de las dunas longitudinales, junto con la orientación de las caras de sotavento de las formas menores, indican paleovientos del sud-sudeste. Por último, la UG5 está integrada por dunas transversales, barjanoides y longitudinales, que ocupan la periferia del campo eólico aquí estudiado. Constituye la unidad más moderna y respondería también a vientos del sud-sudeste similares a los actuales. Las geoformas eólicas de Médanos Grandes están formadas por arenas finas (X= 2,88 ø), muy bien seleccionadas (s= 0,45 ø) y con distribuciones granulométricas unimodales y simétricas (SK 1 = 0,05). El percentil del 1 % corresponde a la arena mediana (1,87 ø) y el material inferior a 53 μ conforma en promedio el 1,05 % de las muestras. En cuanto a la composición de las arenas predominan los fragmentos líticos (clastos de volcanitas, mayormente ácidas y mesosilícicas, esquistos micáceos, anfibolitas, milonitas, chert, sedimentitas y calizas), junto a moderados porcentajes de feldespatos y muy baja proporción de cuarzo y minerales pesados. La presencia de geoformas con diferente morfología y orientación indica que el sistema eólico de Médanos Grandes es policíclico ya que en su conformación se sucedieron distintos episodios de crecimiento, bajo distintos patrones de vientos. Las unidades geomórficas identificadas pueden ser tentativamente correlacionadas con los estadios climáticos propuestos por autores anteriores para la región pampeana. Finalmente, en la actualidad el campo eólico de Médanos Grandes se halla parcialmente erodado debido a la acción fluvial, constituyendo probablemente un remanente de un extenso sistema eólico que cubría gran parte del valle del Bermejo.

Palabras clave: Sedimentación eólica; Dunas; Draas; Pleistoceno; Provincia de San Juan.

EXTENDED ABSTRACT

Sedimentology and evolution of Médanos Grandes dunefield (San Juan province, Argentina).

Médanos Grandes dunefield, which is located near Vallecito city at the southeast of San Juan province (Argentina), is one of the largest eolian depositional systems in Argentina. It is formed by draas together with transversal and longitudinal dunes and large blowouts. Alluvial plain deposits related to San Juan and Bermejo rivers, and the Pie de Palo and Valle Fértil hills sourround the eolian system (Fig. 1). Previous works are very scarce (Groeber, 1937; Rodríguez, 1966), being Regairaz et al. (1987) the ones who described the dunefield as made up of complex dunes. The present study can be divided in three steps. Firstly, remote sensing images analysis were carried out to define and describe geomorphic units. Secondly, granulometric and compositional studies allowed characterizing the deposits that formed the eolian bedforms. Finally, a tentative model of the eolian system evolution is also proposed.
The positive relief is formed by two mountain belts, the Pie de Palo range to the north and the Valle Fertil one to the east. The former is composed of Precambrian-Early Paleozoic anfibolites, maffic and ultramaffic rocks, migmatites and gneisses (Pie de Palo Complex) and the latter (Valle Fértil Complex) by crystalline rocks as well together with sedimentary rocks of Cretaceous and Triassic ages. Low areas are covered by Pleistocene to recent alluvial fan, alluvial plain and eolian sediments (Fig. 1). The eolian deposits include sandsheets and dunefields with several kinds of bedforms that predominate at the southwest of the valley.
Médanos Grandes dunefield shows several patterns of dunes and draas of different types, size, spacing and alignment. Based on these configurations five geomorphic units have been defined and mapped (Figs. 3 and 4). Geomorphic unit 1 (UG1), which formed the north part of the dunefield is considered to be the oldest. It is made up of 55-meter tall and up to 2000-meter spacing, transversal draas with superimposed dunes (Fig. 5). The draas orientation, as well as that of the superimposed dunes, suggests southwestern paleowinds during their formation. Geomorphic unit 2 (UG2) shows similar transversal draas, better developed and with their slipface looking to the southwest. Herein there are also minor dunes over the megaforms, but with an oblique alignment in relation to the draas (Fig. 6). Therefore these smaller bedforms are considered as younger deposits. Geomorphic unit 3 (UG3, Fig. 7 and 8) has conspicuos erosional features characterized by large circular and triangular blowouts. Interference of crest lines belonging to draas of UG1 and UG2 probably produced enough wind acceleration to remove sand grains and develop the described blowouts. Geomorphic unit 4 (UG4) includes 40-meter tall and 150-meter spacing, longitudinal dunes with small transversal dunes in the interdune areas (Fig. 9). In this case dune alignment suggests paleowind from the south-southeast. Finally, geomorphic unit 5 (UG5), the youngest, is composed of transversal, barchanoid and longitudinal dunes (Fig. 10) and is related to present winds from the south-southeast.
Grain-size characteristics of 78 samples corresponding to the eolian deposits were obtained by dry sieving, at 0.25 ø intervals. Mean and sorting were calculated following momentum method, whereas skewness, kurtosis, 1 % percentil and amount of material lower than 53 μ by Folk and Ward's (1957) graphical formulas. Textural parameters show that draas and dunes are made up of very good sorted (s=0,45 ø), fine to very fine (x=2,88 ø) sands, with skewness of nearly zero (SK 1 =0,05, Tables 1 to 4). They have less than 1 % of material lower that 53 μ and the average 1% percentil corresponds to medium sand (1,87 ø). These characteristics are very similar to those of other eolian sediments studied by several authors (Ahlbrandt, 1979; Chaudri y Khan, 1980; Brookfield, 1992; Limarino y Martínez, 1992; Tripaldi et al., 1998; among others). Despite the fact that UG1 and UG2 grain size distributions are similar, when compared in detail they show interesting differences. UG2 is coarser than UG1 and has better sorting and lower amount of clay and silt. Although, these differences could be the consequence of the different supply areas that have both units, a selective deflation of fine sediments during the UG2 formation must not be discharged.
Modal analyses of the sand grain composition show that the eolian sediments are dominated by lithic fragments (in order of importance: volcanites, schists, anfibolites, chert, sedimentites and limestones clasts) together with low to moderate percentages of feldspar and scarce amount of quartz (Fig. 13). This composition suggests two major areas of provenance: 1) the Precordillera-Cordillera Frontal area to the west where volcanites and limestones are frequent and 2) the Sierras Pampeanas area that includes the above mentioned Pie de Palo and Valle Fertil mountains composed of crystalline rocks.
Médanos Grandes dunefield had a complex evolution as pointed out by the presence of different generations of dunes, each of them represented by the above described geomorphic units, that were built up under a diverse paleowind regimen. The geomorphic units are here tentatively correlated with the climatic stages proposed by Iriondo y Kröhling (1996) in the pampean plain (Fig. 14). According to those authors, during the isotopic stage 4 (between 77.000 and 60.000 years B.P.) arid conditions were established related with glacial advance at the Andes. It is likely that Médanos Grandes dunefield, with draas and dunes migrating to the northeast (UG1), were given rise during this period favored not only by the aridness but also by a high sediment supply. A second generation of dunes could be related to a subsequently arid period that occured, according to Iriondo y Kröhling (1996), between 36.000 and 15.000 years B.P (isotopic stage 2). Due to the irregular relief in the area, reworking of previous draas to form new megaform migrating to the southwest (UG2) was not complete and therefore an interference zone, characterized by the triangular pattern and blowouts of UG3, was established. During a third state, probably associated with the arid period in the upper Holocene (between 3.500 and 1.400 years B.P, Iriondo y Kröhling, 1996) longitudinal dunes (UG4) and transversal, longitudinal and barchan dunes (UG5) were formed. Although at the begining the eolian system was likely to be more extensive, at present Médanos Grandes dunefield, as well as Médanos de la Chacras dunefield that occured to the north (Fig. 14), could be considered a remaining because of fluvial erosion.

Keywords: Eolian sedimentation; Dunes; Draas; Pleistocene; San Juan province.

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INTRODUCCIÓN

En nuestros días los procesos de transporte y sedimentación eólica son dominantes en casi un tercio de la superficie emergida del planeta y aportan grandes cantidades de sedimentos finos a las cuencas oceánicas (Strahler y Strahler, 1989). Sin duda, la acción eólica alcanza mayor importancia en regiones sujetas a climas áridos y semiáridos, conformando los grandes desiertos (mares de arena) y las fajas de dunas en bolsones intermontanos. Estas últimas han merecido mucha menor atención, a pesar de que frecuentemente resultan un componente significativo del relleno de valles y depresiones tectónicas bajo condiciones climáticas semiáridas. Un buen ejemplo de ello son los extensos valles del oeste y noroeste argentino en los que importantes acumulaciones eólicas se asocian espacial y temporalmente con depósitos fluviales y, en menor medida, lacustres efímeros (Tripaldi y Limarino, 1998).

En relación a lo expuesto, en el presente trabajo se intenta caracterizar desde el punto de vista sedimentológico y genético el campo de dunas de Médanos Grandes, el que constituye un excelente paradigma de la evolución de los sistemas eólicos vinculados a áreas montañosas.

El área de Médanos Grandes representa uno de los campos eólicos más grandes del país, alcanzando 2400 km2 de extensión. En su conformación participan distintos tipos de dunas, principalmente transversales y longitudinales y, en menor medida, barjan. Junto a éstas aparecen grandes megaformas eólicas correspondientes a draas transversales (Wilson, 1972) y formas erosivas (hoyos de voladura).

El campo de dunas se encuentra ubicado en las inmediaciones de la población de Vallecito, en el sudeste de la provincia de San Juan, entre los 31º 10' y 32º 10' de latitud sur y los 67º 36' y 68º 16' de longitud oeste (Fig. 1). Se extiende desde la localidad de Encón por el sur hasta las estribaciones más australes de la sierra de Pie de Palo por el norte (Fig. 1). El campo eólico limita por el este con la extensa planicie aluvial que forma el río Bermejo al insumirse (Desaguadero del río Bermejo), mientras que al oeste lo hace con la del río San Juan o bien, principalmente en el sector noroeste, pasa transicionalmente a una zona de manto eólico.

Figura 1. Mapa de ubicación y geología del área de Médanos Grandes.
Figure 1. Location map and geology of the Médanos Grandes area.

Las referencias previas acerca de estas formaciones arenosas son realmente escasas. Groeber (1937) las relacionó con la última gran extensión de los hielos en la Cordillera Frontal, en tanto Rodríguez (1966), en referencia principalmente a los cuerpos arenosos del nordeste de la provincia de Mendoza, consideró que tendrían una edad más joven. Por su parte, Regairaz et al. (1987), en una síntesis de la geomorfología de la provincia de San Juan, describieron los distintos campos de dunas de dicha provincia, entre los que se encuentra el de Médanos Grandes. Según dichos autores estos campos de dunas están formados por formas complejas, actualmente fijas pero con cierta movilidad en las márgenes de los cuerpos, señalando que el espesor de arena en el área de Médanos Grandes supera los 100 metros. Finalmente, Tripaldi (2002) analizó las características sedimentológicas de las geoformas eólicas del campo de Médanos Grandes.

SINÓPSIS ESTRATIGRÁFICA

Las rocas más antiguas del área aquí analizada conforman en gran medida los macizos montañosos de Pie de Palo y Valle Fértil, formados por anfibolitas, esquistos, gneisses, mármoles y rocas máficas y ultramáficas, de edad proterozoica superior (Bossi, 1971; Dalla Salda y Varela, 1984; Fig. 1). En el flanco sudoeste de la sierra de Valle Fértil y hacia el sur afloran sedimentitas triásicas pertenecientes a los Grupos Marayes y Agua de la Peña. Por su parte, en el extremo sudeste del área estudiada los depósitos del Triásico son cubiertos por sedimentitas cretácicas (Formaciones Los Riscos, El Toscal, La Cruz y Lagarcito). El resto del área se halla cubierta por sedimentos pleistocenos, recientes y actuales, que pueden agruparse en los siguientes tipos de depósitos: 1) de dunas y mantos eólicos, 2) de abanicos aluviales y 3) de planicies fluviales (Fig. 1). Los depósitos eólicos, desarrollados desde finales del Pleistoceno hasta el presente y estudiados en detalle en el presente trabajo, cubren gran parte del área considerada y conforman diferentes formas de lecho. Los depósitos de abanicos aluviales comprenden mayormente a las antiguas bajadas de las sierras de Pie de Palo y Valle Fértil, las que en la actualidad están parcialmente erosionadas por la acción fluvial (Fig. 1). Por su parte, el área estudiada se encuentra surcada por dos cursos fluviales principales, el río San Juan y el río Bermejo. Ambos han formado grandes planicies aluviales, muchas de ellas actualmente afuncionales y cubiertas parcialmente por depósitos eólicos (Fig. 1). Cabe destacar que debido a la existencia de una extensa cubierta arenosa, en gran parte de origen eólico, ambos ríos se insumen, formando en el caso del río San Juan un pequeño abanico terminal.

METODOLOGÍA

Para el estudio del campo eólico de Médanos Grandes se efectuó al análisis de imágenes satelitales (Landsat TM) y fotografías aéreas del área en cuestión, con el propósito de definir las principales unidades geomórficas. En cada una de éstas se procedió a la definición, caracterización y muestreo de las geoformas allí identificadas. El muestreo comprendió principalmente a poblaciones superficiales de sedimentos y tuvo como objetivo, por un lado la caracterización granulométrica, y por el otro el estudio composicional de las arenas. Los análisis texturales se llevaron a cabo con el fin de calcular los parámetros granulométricos estadísticos de las 78 muestras obtenidas. Para ello se procedió al análisis mecánico de sedimentos de la población de clastos comprendida entre los 2 mm (-1 ø) y 53 μ (4,25 ø), mediante el empleo de tamices tipo Tayler, dispuestos con un espaciado de raíz cuarta de dos de la escala granulométrica de Udden-Wentworth. Para el límite inferior del tamizado se eligió el tamaño de 53 μ debido a que la relación entre los tamaños de grano y la velocidad de caída libre en aire muestra un quiebre mayor en ese tamaño de grano (Reineck y Singh, 1973, pág. 212). Según estos autores allí se halla el límite entre las poblaciones que viajan en suspensión y en saltación, en el caso de los depósitos eólicos.

Los parámetros granulométricos estadísticos calculados (Fig. 2), asumiendo poblaciones log-normales, fueron la media, selección y factor S, mediante el método de momentos, y los valores de mediana, moda, asimetría, agudeza, percentil del 1% y porcentaje de material inferior a 53 μ, mediante medidas gráficas (Folk y Ward, 1957).

Figura 2. Fórmulas empleadas para el cálculo de los parámetros estadísticos.
Figure 2. Formulas used in statistical parameters determination.

Por otro lado, se ha estudiado también la composición de los sedimentos al microscopio. Para ello se confeccionaron secciones delgadas de arenas pertenecientes a las distintas unidades geomórficas. Teniendo en cuenta que en el estudio de ambientes actuales se trabaja con sedimento suelto, los cortes petrográficos fueron realizados sobre muestras artificialmente consolidadas. Para ello, y sobre un pequeño recipiente plástico lleno de resina epoxy caliente, se volcó la arena obteniéndose al enfriar pastillas de 1 cm de espesor por 2 cm de diámetro, aproximadamente. Éstas fueron luego pegadas con resina a un portaobjeto y confeccionados los cortes delgados como si se trataran de fragmentos de rocas.

UNIDADES GEOMÓRFICAS

Un rasgo conspicuo del campo eólico de Médanos Grandes, que puede observarse tanto en imágenes satelitales como en fotografías aéreas, es la presencia de varios patrones de dunas y draas, determinados por el desarrollo de geoformas con diferente morfología, tamaño, orientación y dirección de migración (Fig. 3). Estos elementos indican que durante su evolución este sistema estuvo sujeto a varios períodos de crecimiento, bajo diferentes direcciones de vientos. Debido a ello, puede considerarse al campo de dunas de Médanos Grandes como policíclico, pues en su conformación se reconocen varias etapas de desarrollo e interrupción de la dinámica eólica (generaciones de dunas).

Figura 3. Unidades geomórficas reconocidas en el campo de dunas de Médanos Grandes, provincia de San Juan.
Figure 3. Geomorphic units recognized in the Médanos Grandes dunefield, San Juan province.

La observación detallada de las distintas formas de lecho identificadas en el área de Médanos Grandes, permite distinguir en él cinco unidades geomórficas diferentes que se describen a continuación (Figs. 3 y 4):

Figure 4. Características de las unidades geomórficas del campo eólico de Médanos Grandes.
Figure 4. Geomorphic unit features in the Médanos Grandes dunefield.

Unidad geomórfica 1 (UG1): corresponde a un conjunto de grandes megaformas eólicas (draas), que se ubican en el sector norte del área estudiada (Figs. 3, 5a y 5b). Estos draas son del tipo transversal, con crestas algo sinuosas y de rumbo aproximado 150º. La altura de los mismos varía entre 40 y 70 m, alcanzando espaciamientos de hasta 2000 m. Como puede verse en la figura 5a estas megaformas resultan formas compuestas, según la denominación de McKee (1979), porque sobre ellas migran trenes de dunas de menor porte, también del tipo transversal . Las dunas menores se hallan mejor desarrolladas sobre la cara de barlovento de los draas y sus crestas coinciden en general con la alineación de las crestas de las formas mayores. La orientación de las caras de sotavento, tanto de los draas como de las dunas, evidencian una dirección de migración hacia el noreste debido a paleovientos del sudoeste (Fig. 4). Localmente, y a causa de su localización próxima al piedemonte de la sierra de Pie de Palo, esta unidad es parcialmente erodada por cursos fluviales efímeros que entran al campo eólico desde el norte (Fig. 5a), aprovechando las áreas deprimidas (zona de interdraas).

Figura 5. Aspecto de los draas que conforman la UG1 en el campo eólico de Médanos Grandes. A: imágen satelital mostrando su orientación hacia el noreste, su amplio espaciamiento y la superposición de dunas menores sobre las caras de barlovento. B: foto de campo donde puede observarse la topografía irregular debido a la presencia de las dunas que migran sobre los draas.
Figure 5. Draas appearance belonging to UG1. A: satellite image showing draas leeward looking to the northeast and minor dunes superimposed on draas windward. B: field picture where the irregular topography that characterizes this unit can be observed.

Debido a la morfología menos definida de las dunas y draas que constituyen esta unidad y, fundamentalmente, por las relaciones geomórficas que las mismas guardan con el resto de las formas de lecho, la UG1 es aquí interpretada como la más antigua de las que componen el campo eólico de Médanos Grandes.

Unidad geomórfica 2 (UG2): al igual que la anteriormente descripta esta unidad está formada por draas transversales, con alturas comprendidas entre 20 y 50 m y espaciamientos de hasta 1700 m. Estos draas presentan crestas, de rumbo 165º, más rectilíneas que las megaformas de la UG1 y sus caras de barlovento y sotavento se hallan mejor definidas (Fig. 3). Sin embargo, como puede observarse en la figura 6, la diferencia más significativa es que los draas de la UG2 poseen una orientación opuesta (hacia el sudoeste) a los de la unidad precedente, indicando paleovientos del noreste (Fig. 4). Al igual que en la UG 1, estas megaformas presentan dunas menores sobreimpuestas, pero en este caso sus crestas se disponen en forma oblicua a los draas (Fig. 6). Lo dicho lleva a interpretar que las dunas no guardan relación con la generación de las megaformas y que representan un depósito más moderno (véase UG5).

Figura 6. Aspecto de los draas de la UG2 y su relación con la UG3. Obsérvese la sobreimposición de dunas, pertenecientes a la UG 5, cuyas crestas se disponen en forma oblicua a las megaformas.
Figure 6. Aspect of the UG2 draas and its relationship with UG3. Superimposed dunes, which belong to UG5, showing an oblique alignment to the megaforms.

El mejor desarrollo de los draas de esta unidad, junto con su sentido de migración opuesto y la relación de traslape que guardan con las formas de la UG1, indica una generación posterior.

Unidad geomórfica 3 (UG3): el centro del campo eólico de Médanos Grandes muestra en imagen satelital un curioso diseño enrejado de médanos (triangular), junto con prominentes hoyos de deflación (Fig. 3). Un detalle del área donde se aprecia este particular diseño enrejado se muestra en la figura 7, donde se han marcado las líneas de crestas correspondientes a los draas que aparecen en este sector del campo eólico. Puede observarse de esta forma como la UG3 queda determinada por la interferencia de las líneas de crestas de los draas de las unidades 1 y 2 (Fig. 7).

Figura 7. Detalle de la UG3 mostrando el diseño en enrejado de médanos y los grandes hoyos de deflación. Puede observarse como la disposición de las crestas de los draas correspondientes a la UG1 y UG2, indicadas por las líneas blancas, condiciona la morfología de esta unidad y la posición de las formas erosivas.
Figure 7. The large and triangular blowouts that characterize UG3 seen in satellite image. Crest lines position (white outlines) are here interpreted as the origin of the erosion geoforms.

Otro rasgo conspicuo de esta unidad geomórfica es el desarrollo de hoyos de deflación, alcanzando los mayores diámetros de entre 200 y 1000 m y hasta 50 m de desnivel con respecto a la cresta de las dunas adyacentes. Obsérvese en la figura 7 como la posición de los hoyos de deflación coincide con la intersección de las líneas de crestas correspondientes a las unidades 1 y 2. Por lo tanto, la interferencia de los patrones de migración de los draas previamente descriptos, no sólo es responsable del diseño enrejado de la unidad aquí tratada, sino que también controla la ubicación y extensión de los hoyos de deflación. Con respecto a estos últimos, un posible modelo de generación de estas formas erosivas es mostrado en el esquema de la figura 8a. Como allí puede verse los hoyos de deflación progresan a favor del punto de intersección de los draas pertenecientes a las UG1 y UG2. En esta posición, el vector de flujo correspondiente a los draas de la UG2 encuentra una zona de compresión en la cara de sotavento de los draas de la UG1. De esta forma, la convergencia de ambas caras de sotavento define una zona de turbulencia (vórtice) que favorece la deflación eólica y origina los hoyos de deflación (Fig. 8a).

Figura 8. En A se muestra el modelo propuesto en este trabajo para la generación de los hoyos de deflación de la UG3, a partir de la intersección de las crestas de los draas de las UG1 y UG2. Una fotografía de campo de uno de estas formas erosivas puede observarse en C, mientras que su ubicación aparece en un detalle de la imagen satélite del área (B).
Figure 8. Sketch A shows the proposed model to the UG3 blowouts formation, due to the interference of crest lines belonging to UG1 and UG2 draas. In C a field picture of one of these erosion geoforms and in B the field's location in satellite image.

La figura 8c ilustra la situación previamente descripta, al fondo (A en las Figs. 8b y 8c) se observa un draas correspondiente a la UG1 y delante (B en las Figs. 8b y 8c) parte de la cresta de un draas de la UG2. Entre ellos (C en las Figs. 8b y 8c) aparece un hoyo de deflación desarrollado a partir de la intersección de las crestas de ambos draas.

Unidad geomórfica 4 (UG4): se incluye en esta unidad a un conjunto de dunas longitudinales de gran porte desarrolladas en el extremo noroeste del campo eólico estudiado (Figs. 3 y 9). Estas dunas poseen alturas de entre 30 y 50 m, espaciamientos de hasta 150 m y se encuentran orientadas con rumbo 150º. Como rasgo particular exhiben un tren secundario de dunas transversales de pequeño porte, que migran en la zona de interduna (Fig. 9b). La presencia de estas formas menores, junto con la naturaleza arenosa de las interdunas permite distinguir a estas dunas longitudinales de las descriptas por otros autores (como p.e. Folk, 1971), en las cuales la zona de interduna es característicamente de granulometría areno-gravosa. Las dunas transversales menores, de menos de 10 m de altura y espaciamiento promedio de 70 m, aparecen en forma oblicua a las crestas de las dunas longitudinales y la orientación de sus caras de sotavento indica una dirección de migración hacia el noroeste. Cabe destacar, sin embargo, que estas dunas no poseen un perfil acentuadamente asimétrico y sus crestas resultan discontinuas debido a la presencia de pe queñas canaletas de deflación. Por su parte, sus caras de sotavento muestran ángulos bastante menores al ángulo de reposo, en general de 16º y, por lo tanto, en ellas rara vez se observan lóbulos de avalancha. Otro rasgo destacable de esta unidad geomórfica es el desarrollo de zonas deprimidas en la interduna, por delante de algunas de las dunas transversales (Fig. 9b). En estas áreas es común que se produzcan encharcamientos temporarios, por lo que poseen una importante vegetación y resultan de naturaleza fangosa.

Figura 9. Aspecto de la UG4 en imagen satélite (A) y en una fotografía de campo (B).
Figure 9. Aspect of UG4 in satellite image (A) and in a field picture (B).

Las dunas longitudinales están asociadas, como su nombre lo indica, a vientos o resultantes de vientos aproximadamente paralelos a sus crestas, al contrario de lo que sucede con las dunas transversales. Debido a ello y como la orientación de las dunas longitudinales de Médanos Grandes es mayormente paralela a los draas de las unidades 1 y 2 puede considerarse que las mismas se formaron durante un estadio porterior al desarrollo de la UG2, debido a paleovientos del sud-sudeste similares a los actuales (Fig. 4).

Unidad geomórfica 5 (UG5): corresponde a un extenso campo de dunas que cubre principalmente el sector sur y sudeste del campo eólico de Médanos Grandes y, en forma discontinua, aparece también sobre el sector occidental (Fig. 3). A diferencia de las unidades geomórficas previamente descriptas no se observa aquí el desarrollo de megaformas sino sólo de dunas, en su mayoría de crestas transversales (Fig. 10). En menor medida aparecen dunas barjan y longitudinales. En todos los casos la orientación de las mismas indican direcciones de migración hacia el noreste (Fig. 4). Son también incluidas en esta unidad las dunas transversales de pequeño porte que tapizan la UG2 (Fig. 6). Hacia la periferia el campo de dunas pasa transicionalmente a un manto eólico con dunas aisladas junto a formas estacionarias como zibars y sombras de arena.

Figura 10. En A detalle en imagen satélite de la UG5, obsérvese los antiguos depósitos del río San Juan y su actual planicie de inundación. En B fotografía de campo de las dunas transversales que caracterizan esta unidad. La flecha indica el lugar donde fue tomada la fotografía.
Figure 10. UG5 appearance seen in satellite image and the río San Juan alluvial deposits related with it (A). In B a field picture of transversal dunes that characterize UG5. The arrow marks the point were the photography was taken.

La UG5 representa la más moderna de las que integran el campo eólico de Médanos Grandes y respondería a los vientos actuales del sud-sudeste (Servicio Meterológico Nacional, 1986).

Fuera del área de estudio, al sur del río San Juan, la cubierta de arenas eólicas se extiende por más de 70 kilómetros. Aunque no ha sido objeto de este trabajo, las geoformas que allí aparecen podrían correlacionarse con esta última unidad geomórfica.

CARACTERÍSTICAS TEXTURALES DE LOS DEPÓSITOS EÓLICOS

Con el fin de caracterizar a los sedimentos que componen el campo eólico de Médanos Grandes y comparar las particularidades de las distintas unidades geomórficas se estudiaron 78 muestras correspondientes a las UG1, UG2, UG4 y UG5. Analizadas en conjunto los resultados muestran que el campo de dunas aquí estudiado está formado por arenas finas (X=2,88 ø), muy bien seleccionadas (s= 0,45 ø), con distribuciones en su mayoría unimodales, preferentemente simétricas (SK1= 0,05) y mesocúrticas (KG= 1,03). Poseen en promedio alrededor de 1 % de material inferior a 53 μ y el percentil del 1 % corresponde a la arena mediana (1,87 ø). Los parámetros obtenidos coinciden con las características texturales típicas de las arenas de origen eólico que han sido señaladas por diversos autores (Ahlbrandt, 1979; Chaudri y Khan, 1981; Brookfield, 1992; Limarino y Martínez, 1992; Tripaldi et al., 1998; entre otros).

Cuando se analizan en particular las características de las distintas unidades, puede observarse que la UG1 está conformada por arenas finas y muy finas (X=2,94 ø), en promedio muy bien seleccionadas (s=0,47 ø), con relativamente bajos porcentajes de material inferior a 53 μ (1,53 %) y un valor promedio del percentil del 1% de 1,81 ø (Tabla 1). Los sedimentos pertenecientes a la UG2, aunque de características similares, exhiben un tamaño de grano promedio ligeramente más grueso, correspondiente a arena fina (X=2,79 ø), se encuentran mejor seleccionados (muy bien seleccionados a extremadamente bien seleccionados) y poseen menor porcentaje de material inferior a 53 μ (0,33 %, Tabla 2).

Estas diferencias resultan básicamente de la menor cantidad de material limoarcilloso que muestran las arenas de la UG2 cuando se las compara con la UG1 (0,33 % a 1,53 % en promedio, respectivamente). Lo dicho podría estar relacionado a la diferente proveniencia de las arenas que conforma estas dos unidades geomórficas. Así, por ejemplo, la UG1 que evidencia paleovientos desde el sudoeste, habría tenido una considerable fuente de material fino en los extensos valles y depresiones tectónicas que separan a la Cordillera Frontal de la Precordillera, en la extensa planicie aluvial del río San Juan y en los depósitos morénicos de Cordillera (Fig. 11). Por el contrario, la UG2 refleja paleovientos desde el noreste que atravesaban los macizos de rocas cristalinas correspondientes a las Sierras Pampeanas (por ejemplo, Valle Fertil) donde la cantidad de material fino disponible podría haber sido menor (Fig. 11). Sin embargo, una explicación alternativa es que gran parte de la arena que compone la UG2 proviene del retrabajo de los draas y las dunas de la UG1. En tal circunstancia no es de sorprender que la deflación selectiva del material más fino produzca un leve aumento en el tamaño de grano y un mejoramiento en la seleción. No puede descartarse asimismo que ambos procesos hayan actuado en forma concurrente.

Figura 11. Imagen tomada desde el transbordador espacial Columbia mostrando el campo eólico de Médanos Grandes y su relación con las áreas fuentes señaladas en el texto para las distintas unidades geomórficas.
Figure 11. Remote sensing image from Columbia space shuttle showing Médanos Grandes dunefield and its relation with the supply areas corresponding to the different geomorphic units.

Durante la formación de las unidades UG4 y UG5 la orientación de los vientos parece haber procedido desde el sud o sudeste (Fig. 11), lo que aumentó considerablemente la cantidad de material fino inferior a 53 μ (1,25 % y 0,90 %, respectivamente), con la consecuente disminución en el tamaño de grano (2,93 ø y 2,85 ø, respectivamente) y en la selección (s=0,44 ø y 0,46 ø, Tablas 3 y 4).

Las diferencias texturales observadas son resumidas en la figura 12 donde se han graficado los valores de material inferior a 53 μ y media para las diferentes unidades geomórficas. Este diagrama muestra como la UG1, formada por la acción de vientos que provenían del sector cordillerano, muestra los mayores porcentajes de material limoarcilloso. Por el contrario, durante la formación de la UG2, debido a paleovientos del noreste, la cantidad de material fino disminuyo sensiblemente debido a la proveniencia de rocas fuente graníticometamórfico (Fig. 12).

Figura 12. Variación de la cantidad de material inferior a 53 μ y del valor de la media para las unidades geomórficas reconocidas en el campo eólico de Médanos Grandes. Obsérvese como los draas formados por paleovientos del NE muestran la menor proporción de material limo-arcilloso.
Figure 12. Relation between the amount of material lower than 53 μ and the mean for each of the Médanos Grandes dunefield geomorphic units.

COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE LAS ARENAS EÓLICAS DE MÉDANOS GRANDES

Las arenas eólicas de Médanos Grandes se encuentran dominadas por fragmentos líticos junto a moderados porcentajes de feldespatos y escasa participación de cuarzo. La proporción de minerales pesados es baja, aunque en algunas muestras resulta significativa la aparición de piroxenos frescos. Dentro de los fragmentos líticos pueden ser diferenciados cuatro tipos principales, en orden de abundancia: 1) volcanitas (Figs. 13a y 13b), 2) esquistos micáceos, anfibolitas y milonitas (Fig. 13c), 3) chert y sedimentitas (Fig. 13d) y 4) clastos de calizas. El grupo de las volcanitas (50% aproximadamente) está en su mayor parte dominado por rocas ácidas y mesosilícicas, muy probablemente representando un claro aporte desde el oeste de la vecina Precordillera y aún de la Cordillera Frontal. Las metamorfitas, que conforman aproximadamente el 35% de los fragmentos líticos, evidencian, por su parte, el aporte desde el este-noreste del área de basamento representado por las Sierras Pampeanas y, en especial, por las vecinas Sierras de Valle Fertil y Pie de Palo (estas últimas a escala local). En cuanto al chert (cuarzo policristalino), que aparece asociado a calcedonia, y buena parte de las sedimentitas de grano fino podrían representar mayormente aporte desde el oeste. Finalmente, los fragmentos de calizas (5% del total de líticos) son interpretados como provenientes desde la Precordillera y, probablemente, derivados de la erosión de las unidades cambroordovícicas de la Precordillera Central (Formación Caliza San Juan y equivalentes).

Figura 13. Composición de las arenas eólicas de Médanos Grandes. A: a la izquierda, fragmento de volcanita mesosilícica, a la derecha clastos de metamorfitas (esquistos); B: fragmento lítico volcánico con pasta felsítica a granofírica, a la derecha plagioclasa alterada con abundantes inclusiones micáceas y aciculares; C: clasto de origen milonítico (a la izquierda) y fragmentos de esquistos de mediano grano (a la derecha); D: a la izquierda fragmento de calcedonia zebraica y a la derecha fragmento de cuarzo proveniente de una roca sedimentaria como lo indica el coating ferruginoso incluido por crecimiento secundario.
Figure 13. Médanos Grandes eolian sand composition. A: to the left a fragment of mesosilicic volcanite, to the rigth metamorphic clasts (schits). B: a volcanic lithic fragment with a granophiric to felsitic mesostasis, to the rigth plagioclase with abundant micaceous and acicular inclusions. C: a clast of milonitic origin (to the left) and medium-grade schits fragments. D: to the left a zebraic chalcedony fragment and to the rigth a sedimentary quartz clast with coating.

La baja proporción de cuarzo y feldespato potásico podría indicar una limitada participación relativa de los granitos de Sierras Pampeanas como área de aporte. En este sentido debe recordarse que la UG1 muestra paleovientos desde el sudoeste (Precordillera y Cordillera Frontal), mientras la unidad geomórfica 2 lo hace desde el noreste (Sierras Pampeanas). Sin embargo, la formación de la UG2 a partir de la canibalización de los propios depósitos del campo eólico (retrabajo de las dunas y draas de la UG1), habría limitado la proporción relativa de cuarzo y feldespato.

EVOLUCIÓN DEL CAMPO EÓLICO DE MÉDANOS GRANDES

Como ha sido dicho previamente el campo eólico de Médanos Grandes muestra una historia de formación compleja. La existencia de geoformas con diferente morfología y orientación indica que durante su evolución se produjeron varios períodos de crecimiento, bajo diferentes direcciones de vientos. Por su parte, la presencia de las mayores formas de lecho reconocidas en el ambiente eólico (draas) indica, por un lado, una alta disponibilidad de material arenoso y, por el otro, que los distintos patrones de vientos persistieron durante períodos de tiempo lo suficientemente prolongados como para permitir la formación de estas megaformas (al menos 5.000 años según Wilson, 1973).

En base a estudios geomorfológicos y sedimentolólgicos, principalmente de la región pampeana, Iriondo y Kröhling (1996) reconocieron una secuencia de doce períodos climáticos para los últimos 70.000 años. Las unidades geomórficas reconocidas en el campo de dunas aquí estudiado pueden ser tentativamente correlacionadas con algunos de estos estadios climáticos (Fig. 14).

Figura 14. Evolución sugerida en este trabajo para el campo eólico intermontano de Médanos Grandes. En A: formación de dunas y draas (UG1) por vientos del sudoeste; B: retrabajo de parte del campo eólico por vientos del noreste con formación de draas (UG2) y una zona de interferencia con grandes hoyos de deflación (UG3); C: desarrollo de grandes dunas longitudinales (UG4) y dunas transversales y barjanoides (UG5) por vientos del sur y sudeste; D: estado actual del campo eólico, parcialmente erodado por acción fluvial.
Figure 14. Médanos Grandes intermontane eolian field evolution proposed in this paper. A: UG1 dunes and draas formation due to southwestern winds; B: reworking in part of the dunefield and developing of draas (UG2) and large blowouts (UG3) owing to northeastern winds; C: construction of longitudinal dunes (UG4) and transversal and barchanoid dunes (UG5) with south and southeastern winds; D: eolian field present state, partially eroded due to fluvial activity.

Los draas y dunas transversales de la UG 1, que caracterizaron en un inicio al campo eólico de Médanos Grandes, podrían haberse originado durante el Estadio Isotópico 4 (EI 4), que se extiende aproximadamente entre los 77.000 y 60.000 años A.P. (Iriondo y Kröhling, 1996). Durante el mismo se produjo un avance generalizado de los glaciares en la Cordillera y, debido a ello, se instalaron en la región condiciones climáticas áridas, con vientos fuertes del sudoeste, originados por el Anticiclón Pacífico Sur (Iriondo y Kröhling, 1996). Según dichos autores, durante esta etapa se desarrolló un gran sistema eólico, denominado "Mar de Arena Pampeano" (Iriondo y Kröhling, 1996), que cubrió gran parte de las actuales provincias de San Luis, Córdoba, Santa Fe, La Pampa y Buenos Aires. En el área de Médanos Grandes (Fig. 14a) la formación de draas se habría visto favorecida por la gran duración de las condiciones de aridez durante el EI 4 y la importante provisión de arena desde las áreas englazadas.

Un segundo episodio en la evolución del campo eólico de Médanos Grandes corresponde a la UG 2. Durante esta etapa también se produjo el desarrollo de draas, pero que migraban hacia el sudoeste, es decir con sentido aproximadamente opuesto a los de la unidad 1 (Fig. 14b). Según Iriondo y Kröhling (1996), luego de un mejoramiento climático durante el Estadio Isotópico 3 (EI 3), se establecieron, entre los 36.000 y 15.000 años, nuevamente condiciones climáticas áridas, que coinciden con el Último Máximo Glacial (Estadio Isotópico 2, EI 2). Es muy probable que la formación de los draas de la unidad 2, de dimensiones y alineación de crestas similares a los de la UG 1, pero con sentido de migración inversa, se haya producido durante el EI 2, favorecida por la alta disponibilidad de arena almacenada en éstos últimos. Como se observa en la figura 14b la Sierra de Valle Fértil podría haber actuado como una barrera parcial a los vientos del noreste. De esta forma, a medida que los draas migraban hacia el sudoeste fueron traslapando a las geoformas de la UG 1 y, en la zona oriental del campo eólico, estos draas fueron retrabajados totalmente, invirtiendo sus caras de sotavento. En la zona central, se produjo la convergencia de las caras de sotavento de ambos sistemas de draas (zona de interferencia en la Fig. 14b), determinando los prominentes hoyos de deflación que caracterizan a la UG 3. Por su parte, los draas más occidentales pudieron preservarse, conformando la UG 1 (zona de no depositación en la Fig. 14b). La presencia de hoyos de deflación demuestra que, aún durante momentos de crecimiento de un campo eólico, puede producirse significativa deflación en algunos sectores del mismo.

La tercera etapa de crecimiento del campo de Médanos Grandes podría haberse producido durante el período árido del Holoceno superior, entre los 3.500 y 1.400 años (Iriondo y Kröhling, 1996) y bajo un patrón de vientos del sur y sudeste similar al actual (Fig. 14c). En este período se modificaron parte de los draas de la unidad 1, determinando las dunas longitudinales que caracterizan a la UG 4, y se formaron las dunas transversales, longitudinales y barjanoides de la UG 5.

Es probable que, durante su climax, el campo eólico ocupara la mayor parte del valle, y al producirse durante el Holoceno un mejoramiento climático el mismo fue parcialmente erodado por acción fluvial. En la actualidad, los campos de Médanos Grandes y el de menor extensión ubicado al noreste, denominado Médanos de las Chacras, resultan entonces remanentes de una superficie eólica mucho más extensa (Fig. 14d).

CONCLUSIONES

1) En el área de Médanos Grandes se desarrrolla uno de los campos eólicos más extensos del país, caracterizado por distintos tipos de dunas, principalmente transversales y longitudinales, junto con las mayores formas de lecho generadas por el viento (draas).

2) Una de las características principales del campo eólico de Médanos Grandes es la presencia de varios patrones de dunas y draas, que quedan determinados por el desarrollo de geoformas eólicas con diferente morfología, tamaño, orientación y dirección de migración. Este rasgo particular indica que el sistema eólico es policíclico, ya que durante su evolución estuvo sujeto a varios períodos de crecimiento que originaron distintas generaciones de dunas, formadas bajo diferentes direcciones de vientos.

3) La presencia de varios patrones de dunas y draas ha permitido distinguir en el campo eólico de Médanos Grandes cinco unidades geomórficas. La UG1, la más antigua de las que lo componen, está formada por draas y dunas sobreimpuestas, ambas transversales y con una orientación de sus caras de sotavento que evidencian una dirección de migración hacia el noreste. La UG2, formada posteriormente, está constituida por draas, de menor altura y espaciamiento, orientados hacia el sudoeste. Al igual que la anterior posee dunas transversales sobreimpuestas pero con crestas dispuestas en forma oblicua a las de los draas, que por lo tanto han sido consideradas como un depósito más moderno. La UG3 presenta un diseño enrejado de médanos, determinado por el cruce de las líneas de crestas de los draas de las unidades 1 y 2, cuya interferencia favoreció el desarrollo de grandes hoyos de deflación. La UG4 está conformada por dunas longitudinales, interpretadas como producto del retrabajo de parte de los draas de la unidad 1 debido a vientos del sud-sudeste, que muestran en la interduna dunas transversales de menor jerarquía. Finalmente, la UG5, la más moderna de las que integran el campo eólico, comprende dunas transversales, barjan y longitudinales, con una dirección de migración hacia el norte y noreste. Se incluyen aquí también a las dunas menores que tapizan los draas de la UG2. Esta unidad pasa transicionalmente a un manto eólico, que a su vez limita con los depósitos de planicies de inundación de los ríos Bermejo y San Juan.

4) Las dunas y draas del campo eólico de Médanos Grandes están formadas por arenas finas (X= 2,88 ø), muy bien seleccionadas (s= 0,45 ø) y con distribuciones granulométricas unimodales y simétricas (SK1= 0,05). Muestran muy bajos porcentajes de material inferior a 53 μ (en todos los casos menor al 4 %), el percentil del 1 % corresponde a la arena mediana (1,87 ø) y la curvas resultan en promedio mesocúrticas (KG= 1,03).

5) En las arenas eólicas de Médanos Grandes predominan los fragmentos líticos, los cuales aparecen acompañados por moderados porcentajes de feldespatos y muy baja cantidad de clastos de cuarzo. La participación de minerales pesados es baja, aunque en algunas muestras resulta significativa la aparición de piroxenos frescos. Los fragmentos líticos, en orden de abundancia, están representados por clastos de volcanitas (mayormente ácidas y mesosilícicas), esquistos micáceos, anfibolitas, milonitas, chert, sedimentitas y calizas.

6) El campo eólico de Médanos Grandes posee una historia de formación compleja, evidenciada por la presencia de geoformas formadas bajo distintas direcciones de vientos. Las unidades geomórficas identificadas en el presente trabajo pueden ser tentativamente correlacionadas con algunos de los estadios climáticos propuestos por Iriondo y Kröhling (1996) para la región pampeana. Según esta interpretación, un gran campo de draas y dunas transversales migrantes hacia el noreste, actualmente representado por la UG1, podría haberse originado debido a las condiciones de aridez asociadas al avance de los glaciares cordilleranos durante el Estadio Isotópico 4 (EI 4), entre los 77.000 y 60.000 años A.P. (Iriondo y Kröhling, 1996). Durante una segunda etapa de crecimiento del campo eólico se desarrollaron draas que migraban hacia el sudoeste (UG2), probablemente asociados a las nuevas condiciones áridas que se establecieron entre los 36.000 y 15.000 años y que coinciden con el Último Máximo Glacial (Estadio Isotópico 2, EI 2). Debido a la topografía irregular de la zona, el retrabajo de las geoformas previas a partir del cual se originaron los draas de la UG2 no fue total, preservándose parte de la unidad 1 en la faja norte del campo eólico y formándose el diseño en enrejado y los hoyos de deflación que caracterizan a la UG3. La tercera etapa de crecimiento incluyó la organización de parte de los draas de la UG1 en forma de dunas longitudinales y la formación de las dunas transversales, longitudinales y barjanoides pertenecientes a la UG5. Esta fase podría haberse producido durante el período árido del Holoceno superior, entre los 3.500 y 1.400 años (Iriondo y Kröhling, 1996) y bajo un patrón de vientos del sur y sudeste similar al actual. Finalmente, en la actualidad el campo eólico de Médanos Grandes, al igual que el de Médanos de las Chacras que se halla al noreste, puede ser considerado un remanente de una superficie eólica mucho más extensa, que al presente se encuentra parcialmente erodada por acción fluvial.

7) El ejemplo aquí estudiado ilustra el efecto de la topografía local en el desarrollo y preservación de los campos de dunas que se asocian a áreas montañosas. Por otro lado, muestra la importancia de factores externos al sistema, en este caso la glaciación y los mejoramientos climáticos relacionados, y como éstos regulan las distintas etapas de crecimiento de los sistemas eólicos intermontanos.

Agradecimientos. Deseo agradecer al Dr. Carlos O. Limarino, Director de la Tesis Doctoral de la cual surge la presente contribución, por su permanente ayuda y estímulo así como por la lectura crítica del manuscrito. A los Dres. Luis Spalletti, Ricardo Palma y Daniel Poiré, jurados de la Tesis Doctoral, y a los árbitros de este trabajo, Dres. Daniela Kroling y Luis Fauqué, cuyas observaciones permitieron mejorar el presente trabajo. A la Dra. Laura I. Net que colaboró en las tareas de campo. El presente estudio fue parcialmente financiado por el proyecto UBACyT X057 y por el IAS Grant Scheme 2001 otorgado por la International Association of Sedimentologists.

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