Rol de la erosión y de la isostasia en la construcción de la topografía en contexto de tectónica activa: contribuciones a partir de datos de termocronologia de baja temperatura y de modelos de evolución del relieve (Cordillera Blanca, Andes Peruanos)

Abstract

El levantamiento y la exhumación de la Cordillera Blanca están vinculados a la falla normal de la Cordillera Blanca (CBNF), esta estructura tectónica regional delimita y da forma al flanco occidental del batolito de la Cordillera Blanca. Dos modelos han sido propuestos anteriormente para explicar la presencia de esta falla normal activa en un contexto en compresión (Dalmayrac and Molnar, 1981; McNulty and Farber, 2002), pero hoy, la falla normal de la Cordillera Blanca y la exhumación asociada de la Cordillera Blanca permanecen como procesos geológicos poco conocidos. Estudios recientes (e.g. Margirier et al., 2016) sugieren un aumento en las tasas de exhumación durante el Cuaternario en la Cordillera Blanca y relacionan este aumento con un cambio en el clima y/o proceso erosivo dominante (erosión glacial vs. erosión fluvial). La intrusión de Cordillera Blanca se ha erosionado significativamente desde su emplazamiento hace 12-5 Myr. Recientemente se ha demostrado que el efecto de la erosión de rocas más densas, como el batolito Cordillera Blanca, puede contribuir a un aumento en el rebote isostático impulsado por la erosión y la tasa de elevación (Braun et al., 2014). Sin embargo, faltan responder preguntas sobre si la erosión y la isostasia son responsables del aumento reciente de la tasa de elevación en la Cordillera Blanca, y como esto influye a lo largo de la falla normal de la Cordillera Blanca. Aquí abordamos el efecto de la erosión y de la isostasia sobre el levantamiento y la exhumación de la Cordillera Blanca utilizando un modelo numérico de evolución del paisaje (FastScape). Realizamos varias inversiones de la topografía actual, de la exhumación total (deducida de la barometría de anfíboles) y datos termocronológicos (trazas de fisión de apatita y (U-Th-Sm)/He) para obtener los mejores valores de ajuste de la tasa de elevación, el espesor elástico de la litosfera, la erosionabilidad del batolito y de la roca caja que alberga el batolito, y el gradiente geotérmico. Nuestros resultados muestran que la contribución de la erosión y del rebote flexural asociada es de ~20% de la tasa de elevación actual en la Cordillera Blanca. Sugerimos que la erosión de la intrusión densa de la Cordillera Blanca desde 3 Ma también puede contribuir al aumento de la tasa de exhumación cuaternaria en esta área. Finalmente, comparamos con nuestros resultados los dos modelos propuestos antiguamente para la formación de la falla normal de Cordillera Blanca.